Bab III Barnz Mpd

BAB III DASAR PEMBORAN DAN PROBLEM PEMBORAN 3.1.Tujuan Pemboran Tujuan utama dari operasi pemboran adalah membuat lubang secara cepat, murah, danamanhinggamenembusformasiproduktif.Lubanghasilpemborantersebut dinamakan lubang sumur (well bore), setelah dipasang pipa selubung (casing) dandisemen,makalangkahselanjutnyaadalahmemasangfasilitasperalatan produksi untuk memproduksikan minyak atau gas dari formasi produktif. Untukmendapatkanefisiensiyangbesardanhasilyangoptimum,perlu adanyaperencanaanyangsangatmatangdancermatdalamsuatukegiatan pemboran. Perencanaan yang dimaksud meliputi perencanaan peralatan pemboran yang akan digunakan, perencanaan lumpur dan hidrolikanya, perencanaancasing, perencanaan penyemenan dan perencanaan peralatan penunjang lainnya. 3.2.Sistem Peralatan Pemboran Menurutfungsinya,secaragarisbesarperalatanpemborandapatdibagi menjadilimasistemperalatanutama,yaitusistemtenaga,sistemangkat,sistem putar, sistem sirkulasi, sistem pencegah sembur liar dan sistem penunjang. 3.2.1.Sistem Tenaga Sistemtenagadalamoperasipemboranterdiridaripowersuplayequipment, yangdihasilkanolehmesinmesinbesaryangbiasadikenaldengannama primemoverdandistributionequipmentyangberfungsiuntukmeneruskan tenaga yang diperlukan untuk mendukung jalannya kegiatan pemboran. Hampirsemuarigmenggunakaninternalcombustionengine,dimana penggunaanprimemoverditentukanolehbesarnyatenagapadasumuryang didasarkanpadacasingprogramdankedalamansumur.Tenagayangdihasilkan primemoverbesarnyaberkisarantara5005000Hp.Jumlahprimemoveryang diperlukandalamsuatuoperasipemboransangatbervariatif,tergantungdari jumlahtenagayangdiperlukan.Padaumumnyasuatuoperasipemboran memerlukanduaatautigabuahmesin.Sedangkanuntukpemboranyanglebih dalammemerlukantenagayanglebihbesar,sehinggaprimemoveryang diperlukandapatmencapaiempatunit.Adapunprinsipkerjaprimemoveradalah flexibility, yang dapat dinyatakan dalam persamaan : W = F x S...(3-1) Keterangan : W= Kerja (work), lb ft F= Gaya, lb. S= Jarak, ft Primemoversebagaisistemdayapenggerakharusmampumendukung keperluan fungsi angkat, putar, pemompaan, penerangan, dan lain lain. Dengan demikianperencanaandanpemilihantipedanjenisprimemoveryang dipergunakan harus memperhatikan hal tersebut. Two Engines Three Engines Four Engines Gambar.3.1. Jenis Prime Mover Gambar.3.2. Sistem Transmisi Mekanik Keterangan :1. Diesel Engine2. Control Unit3. Drawwork Assembly4. Rotary System5. Mud Pump6. Driller's Console Gambar.3.3. Sistem Transmisi Elektrik 3.2.2.Sistem Angkat Sistemangkat(hoistingsystem)merupakansalahsatukomponenutamadari peralatan pemboran. Fungsi utama sistem ini adalah memberikan ruang kerja yang cukupuntukpengangkatandanpenurunanrangkaianpipabordanperalatan lainnya. Sistem angkat terdiri dari dua bagian utama, yaitu : 1.SupportingStructure. Supportingstructureadalahkonstruksimenarayangditempatkandiatastitik bor.Fungsiutamanyaadalahuntukmenyanggaperalatanperalatanpemboran danjugamemberiruangyangcukupbagioperasipemboran.Supportingstrucure terdiri dari drillingtower (derrick atau mast), sub structiure dan rigfloor. Drillingtower atau biasa disebut menara pemboran dibagi menjadi tiga jenis, yaitu : a)Conventional atau standartderrick. b)PortableSkidMast. c)Mobile atau trailermountedtypemast. Menaratipestandar(derrick)tidakdapatdidirikandalamsatuunit,akan tetapipendiriannyadisambungbagiandemibagian.Menarajenisinibanyak digunakanpadapemboransumurdalamdimanamembutuhkanlantaiyangluas untuk tempat pipa pipa pemboran. Untuk memindahkan derrick ini harus dilepas satupersatubagiankemudiandirangkaikembalidisuatutempatyangtelah ditentukan letaknya. Menaratipeportableposisiberdirinyadaribagianyangdikaitkansatu denganlainnyadenganmenggunakanlasmaupunscrup.Tipeinidapatjuga didirikandengancaraditahanolehtelescopingdandiperkuatolehtalitaliyang ditambatkansecaratersebar.Dibandingkantipederrick,tipemenarainilebih murah,mudahdancepatdalampendiriannya,transportnyamurah,tetapidalam penggunaannya terbatas pada pemboran yang tidak terlalu dalam.Menurut API menara yang terbuat dari besi baja tercantum dalam standar 4A dan menarakayutercantumstandar4B.Sedangkanuntuktipemasttermasukdalam 4D. Ukuran menara pemboran yang penting ialah kapasitas, tinggi, luas lantai dan tinggi lantai bor.Ukuran kekuatan derrick dibagi berdasarkan dua jenis pembebanan, yaitu : 1)CompressiveLoad 2)WindLoad Windload dapat dihitung dengan persamaan : p = 0.004.V2 ..(3-2) Keterangan : P= Windloads, lb/ft2 V= kecepatan angin, mph Sedangkancompressiveloaddapatdihitungdarijumlahberatyangdiderita hook ditambah dengan jumlah berat menara itu sendiri (yang diderita oleh kaki kaki pada substructure). Raising legRaising TrackCrownblockBlock LineA FrameDrawworksEnginesa.Standart(front view)b.Portable(side view) Gambar.3.4. Menara Bor Standar Derric hydrolic ramdrawworkengineescopingmastStand InPacked Gambar.3.5. a. Standart Rig; b. Portable Rig Gambar.3.6. Mobile / Trailer Mounted Type Mast 2.HoistingEquipment. Peralatan pengangkatan terdiri dari :a)Drawwork Drawworkmerupakanotakdariderrick,karenamelaluidrawwork,seorang drillermelakukandanmengaturoperasipemboran.Drawworkjugamerupakan rumah atau tempat dari gulungan drillingline. Desaindaripadadrawworktergantungdaribebanyangharusdilayani, biasanyadidisaindenganhorsepower(Hp)dankedalamanpemboran,dimana kedalamannyaharusdisesuaikandengandrillpipe-nya. Horsepoweroutputdrawworkyangdiperlukanuntukhoisting(pengangkatan travelingblock dan beban bebannya) adalah : e1 x 33000Vh . W Hp = (3-3) Keterangan : W= Hookload, lb Vh = Kecepatan naik travelingblock, ft/min E=Effisiensihook ke drawwork, umumnya 80% - 90%, tergantung darijumlah line dan kondisi bantalan kerekan (sheavebearing). Gambar.3.7. Skema Instalasi Drawwork b)Overheadtools Overheadtoolmerupakanrangkaiansekumpulanperalatanyangterdiridari crown block, traveling block, hook dan elevator. c)Drilling line Drilling line terdiri dari reveed drilling line, dead line, dead line anchor dan storage and suplay. Drillinglinedigunakanuntukmenahan(menarik)bebanpadahook.Drillingline terbuatdaribajadanmerupakankumpulankawatbajayangkecildandiatur sedemikianrupahinggamerupakansuatulilitan.Lilitaniniterdiridarienam kumpulandansatubagiantengahyangdisebutcoredanterbuatdariberbagai macam bahan seperti plastic dan textile.drilling linestravelling blockcrown blockwater tableHooklatch forelevator linksafety latch for hook Gambar.3.8. Over-head Tools dead lineanchorsupply reel(storage)fast linereeveddrilling line Gambar.3.9. Drilling Line 3.2.3.Sistem Putar Fungsiutamadarisistemputar(rotarysystem)adalahuntukmemutar rangkaianpipabordanjugamemberikanberatandiataspahatuntukmembor suatu formasi. Rotarysystem terdiri dari tiga sub komponen, yaitu : 1.Rotaryassembly. Peralatan putar berfungsi untuk : a)Memutar rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung. b)Menggantungkanrangkaianpipaboryaitudenganslipyangdipasang (dimasukkan) pada rotary table ketika disambung atau melepas bagian-bagian drill pipe. Peralatanputarditempatkanpadalantaibordibawahcrownblockdiataslubang, terdiri dari : a)Meja putar ( rotary table ). b)Top drive. c)Masterbushing. d)Kelly bushing. e)Rotary slip. 2.Rangkaian pipa pemboran. Rangkaianpipabormenghubungkanantaraswiveldanmatabor,berfungsi untuk : a)Menaik turunkan mata bor. b)Memberikan beban diatas pahat untuk penembusan ( penetration ). c)Meneruskan putaran ke mata bor dand)Menyalurkan fluida pemboran yang bertekanan ke mata bor. Rangkaian pipa bor, meliputi : 1)Swivel. 2)Kelly. 3)Drill Pipe. 4)HWDP. 5)Drill Collar. 3.Mata bor atau bit. Mata bor merupakan peralatanyang langsung menyentuh formasi, berfungsi untukmenghancurkandanmenembusformasi,dengancaramemberibebanpada mata bor. Jenis-jenis mata bor terdiri dari : a)Drag Bit. Gambar.3.11. Drag Bit b)Roller-Cone ( Rock Bit ). Gambar.3.12. Roller-Cone (Rock Bit) c)Diamond Bit. API Connection(Upper Section)AlignmentTreadsGage SectionShank BorePin ChamferBit Breaker Slots(hairpin)Bit Breaker Slots(wrap-around)Junk SlotGage BroachesDiamond PadDiamondLow PressureCollectorsHigh PressureFeedersCone AngleSteel BlankGage ChamferO.D.RTrapperNoseGage PointWeld Gambar.3.13. Skema Penampang Diamond Bit Sistemputaryangdigunakanpadapemboranminyakterbagimenjadidua, yaitu : a)Sistem Putaran Konvensional ( menggunakan rotary table ). Digerakkan oleh poweryang sama,yang digunakan pada sistem angkat. Bisa digunakanbersama-samaatausendiri-sendiri.Padasistemkonvensionalini memerlukan alat yang disebut Kelly.b)Sitem Putar Modern ( Top Drive ).Merupakansistemputartetapisudahtidakmenggunakanrotarytable(meja putar ) tetapi sudah mempunyai mesin penggerak sendiri yang terpisah dengan sistemangkat.Padasistemputarterdapatpipaputaryangmentransmisikan putaran dari meja putar ke bit / pahat. KellyPenampangKellyMaster Bushing Gambar.3.14. Skema Rotary Table Dengan Master Bushing Gambar.3.15. Skema Sistem Putar Dengan Rotary Table Gambar.3.16. Skema Sistem Putar Dengan Top Drive3.2.4.Sistem Sirkulasi Sistem sirkulasi terdiri dari empat sub-komponen utama, yaitu :1.Fluida Pemboran. Fluidapemboranadalahmerupakansuatucampurancairan(liquid)dari beberapakomponenyangterdiridari:air(tawaratauasin),minyak,tanahliat (clay),bahan-bahankimia(chemicaladditives),gas,udara,busamaupun detergen. Dilapangan fluida pemboran dikenal sebagai lumpur . Dalam penentuan komposisinya ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasiyangditembusmatabor.Adaduahalpentingdalampenentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu : a)Semakinringandanencersuatulumpurpemboran,semakinbesarlaju penembusan. b)Semakinberatdankentalsuatulumpurpemboran,semakinmudahuntuk mengontrolkondisidibawahpermukaan,sepertimasuknyafluidaformasi bertekanantinggi(dikenalsebagaikick).Bilakeadaaninitidakdapat diatasi akan menyebabkan terjadinya semburan liar (blowout). 2.Tempat Persiapan. DitempatkanpadasistemsirkulasidimulaiyaitudekatpompaLumpur. Tempat persiapan meliputi : a)Mud house. b)Steel mud pits / tanks. c)Mixing hopper. d)Chemical mixing barrel. e)Bulk mud storage bins. f)Water tanks. g)Reserve pit. 3.Peralatan Sirkulasi. Peralatansirkulasimerupakankomponenutamadalamsystemsirkulasi, turunkerangkaianpipabordannaikkeannulusmembawaserbukbor kepermukaanmenujuconditioningareasebelumkembalikemudpitsuntuk sirkulasi kembali. Peralatan sirkulasi terdiri dari beberapa komponen khusus : a)Mud pit b)Mud pump. c)Pump dischangeandreturn lines. d)Stand pipe. e)Rotary house. 4.Conditioning Area. Ditempatkandekatrig.Areainiterdiridariperalatan-perlatankhususyang digunakanuntukcleanupLumpurpemboransetelahkeluardarilubangbor. Fungsi utama peralatan-peralatan ini adalah untuk membersihkan Lumpur bor dari serbukbor(cutting)dangas-gasyangterbawa.Adaduametodepokokuntuk memisahkancuttingdangas.Pertamayaitumenggunakanprinsipgravitasi, dimanaLumpurdialirkanmelaluishaleshakerdansetlingtanks.Keduayaitu secaramekanik,dimanaperalatan-peralatankhususyangdipasangpadamudpits dapat memisahkan Lumpur dan gas. Peralatannya terdiri dari : a)Settling tanks: merupakan bak terbuat dari baja digunakan untuk menampung lumpur bor selama conditioning. b)Reservepits:merupakankolambesaryangdigunakanuntukmenmpung cuttingdaridalamlubangbordankadang-kadanguntukmenampung kelebihan lumpur bor. c)Mud-gasseparator:merupakansuatuperalatanyangmemisahkangasyang terlarut dalam lumpur bor dalam jumlah besar. d)Shale shaker : merupakan peralatan yang memisahkan cuttings yang besar dari lumpur bor. e)Desander:merupakanperalatanyangmemisahkanbutir-butirpasirdari lumpur. f)Desilter: merupakan peralatan yang memisahkan partikel-partikel cutting yang berukuran paling halus dari lumpur. g)Degasser:merupakanperalatanyangsecarakontinyumemisahkangas terlarut dari lumpur. Gambar.3.17. Sistem SirkulasiStand Pipe Discharge Line Swivel Hose Drill String Annulus Flow Line Mud Pump Suction Line Mud Tanks Centrifuge Desilter Desander Shale Shaker DesanderShakerTankDegasserDesilterMixing HopperSlush PumpSuction Tank Gambar.3.18. Skema Recondition Area Open ValveOpenValveClose ValveHubungan ParalelCloseValveOpenValveClose ValveHubungan Seri Gambar.3.19. Aliran Pompa Lumpuroverflow pipefeedupper housingfeed section linerbottom sectionlinervalve holdervalveclamp ring Gambar.3.20. Skema Penampang Desander Gambar.3.21. Skema Penampang Desilter API Standard Rotary ConnectionLHSwivel SubSwivel StemRotaryDrilling HoseExt. Line-pipeThreadInt. Line-pipeThreadGoose-neck15 Gambar.3.22. Skema Penampang Swivel3.2.5.Sistem Pencegah Semburan Liar Sistempencegahansemburliar(blowoutpreventer)dipasanguntuk menahan tekanan dari lubang bor. Peralatan ini disediakan pada operasi pemboran karena peramalan tekanan tidak selalu memungkinkan. Apabilaformasimempunyaitekananyangbesardankolomlumpurtidak dapat mengimbanginya maka akan terjadi kick, yaitu intrusi fluida formasi yang bertekanantinggiyangmasukkedalamlubangbor.Kickyangtidakterkendali dapatmengakibatkanterjadinyablowout.Jadiblowoutselaludiawalidengan adanya kick. BlowOutPreventer(BOP)systemberfungsiuntukmenutupruangannular antaradrillpipedancasingbilaterjadigejalakick.Sistemperalataninibekerja secarapneumatic(biasanyadipakaidenganmenggunakanudaradangas)dan secara mekanik. BOP sistem terdiri dari BOP stack, accumulator dan supportingsystem. BOP stackterdiridarirangkaianannularpreventer,piperampreventer,drillingspools, blindrampreventerdancasinghead.Kesemuanyainidisetkanpada surfacecasing. Sedangkan tipe dan ukurannya disesuaikan dengan kondisi tekanan lubang bor dan disesuaikan dengan ke ekonomiannya. 1.BOP Stack dan Accumulator. Ditempatkan pada kepala casing atau kepala sumur langsung di bawah rotary table pada lantai bor. BOP stack meliputi : a)Annular preventer. DitempatkanpalingatasdarisusunanBOPstack.Annularpreventerberisi rubberpackingelementyangdapatmenutuplubangannulusbaiklubang dalam keadaan kosong ataupun ada rangkaian pipa bor. b)Pipe ram preventer. Digunakan untuk menutup lubang annulusbaik lubang pada waktu rangkaian pipa bor berada pada lubang bor. c)Drilling spool. Terletakdiantarapreventers(padacasinghead).Berfungsisebagaitempat pemasangan choke line ( yang mensirkulasikan kick keluar dari lubang bor). Rampreventerpadasisa-sisanyamempunyaicutletsyangdigunakanuntuk maksud yang sama.d)Blind ram preventer. Digunakanuntukmenutuplubangborpadawakturangkaianpipabortidak berada pada lubang bor. e)Casing head. Merupakanalattambahanpadabagianatascasingyangberfungsisebagai pondasi BOP stack. Accumulatorbiasanyaditempatkanagakjauhdaririgdenganpertimbangan keselamatan,fungsiutamanyaadalahmenutupdengancepatvalveBOPstack pada saat terjadi bahaya. Bekerja dengan high pressure hydroulis . 2.Supporting Sistem, meliputi : a)Choke manifold. Chokemanifoldmerupakansuatukumpulanfittingdenganbeberapaoutlet yang dikendalikan secara manual dan atau otomatis.Bekerja padaBOPstack dengan hig pressure line, disebut choke line. Biladihidupkan,chokemanifoldmembantumenjagabackpressuredalam lubangboruntukmencegahterjadinyaintrusifluidaformasi.Lumpurbor dapat dialirkan dari BOP stack ke sejumlah valve (yang membatasi aliran dan langsung ke reserve pits), mud-gas separator atau mud conditioning area back pressure dijaga sampai lubang bor dapat di kontrol kembali. b)Kill line. KilllinebekerjapadaBOPstackbiasanyaberlawanan,berlangsungdengan chokemanifolddanchokeline.Lumpurberatdipompakanmelaluikillline ke dalam Lumpur bor sampai tekanan hidrostatik Lumpur dapat mengimbangi tekanan formasi. Gambar.3.23.Skema Penampang BOP 3.3. Peralatan Penunjang Peralatanpenunjangmembantupelaksanaanmaupunpenyelesaiansuatusumur pemboran.Dalamoperasipemboran,keberadaanmaterialpemboransangat dibutuhkankarenaakanmendukungberhasilnyaoperasipemboran.Beberapa materialutamayangperludisiapkanadalahlumpurpemboran,semenpemboran, dan casing. 3.3.1.Lumpur Pemboran PerananLumpurPemboranadalahsalahsatufaktorpenunjangdalam pemboranbaikpemboraneksplorasimaupunpengembangan.Kontrolterhadap sifatfisiknyamerupakanpekerjaanyangrutinsewaktuoperasipemboranuntuk memperkecil kemungkinan terjadinnya hole problem. 3.3.1.1.Fungsi Lumpur pemboran Pemilihansistemlumpurberkenaandengansifatsifatlumpuryangcocok denganpenanggulanganproblemyangditemuidalampemboran.Dalamhalini lumpur yang diharapkan dapat memenuhi fungsi fungsi sebagai berikut : a)Sebagi Media Pengangkatan Cutting Padabagianpertambahansudut,cuttingsampaikedasarlubangbordengan jarakjatuhyangpendek.Olehkarenaitupembersihanlubangmemerlukan perencanaanhidrolikadansistemlumpuryangcocok.Lumpurdenganviskositas dangelstrengthrendahbaikuntukpengangkatancuttingberukurankecil. Sedangkanlumpurdenganviskositasdangelstrengthbesarcocokuntuk pengangkatan cutting ukuran besar. b)Membentuk mud cake yang tipis dan licin Untuk menghindari gesekanyang berlebihan dan terjepitnya rangkaian peralatan. Sistemlumpuryangdipilihharusmempunyaisifatfluidlosskecildan karakteristik mud cake yang baik dengan harga koefisien friksi relatif kecil. c)Menahan cutting saat sirkulasi berhenti Sifatgelstrengthlumpuryangdipilihharusmemadaidalammenahan cutting.Pengendapancuttingmemperbesargesekan,mempersulitkerjamekanis bit serta dapat menyebabkan terjepitnya pipa. d)Mendinginkan dan melumasi bit serta rangkaian pipa Bitdanrangkaianperalatanyangrebahpadadasarlubangakanmenjadi panaskarenaefekgesekandanputaranyangkontinyu.Sistemlumpurdengan panasjenisyangmemadaidiperlukanagarperalatantidakmenjadirusakdanbit tahan lebih lama. e)Media logging DalampemboranhorizontaldigunakanMWDsystemyangdapatmencatat resistivitydanradioaktivitasformasi.SensorMWDmemerlukanmedia penghantar elektrolit untuk dapat mencatat data dengan baik. Water base mud dan emulsion muddapat digunakan untuk tujuan ini. f)Mengimbangi tekanan formasiLumpurdengandensitastertentudiperlukanuntukmengimbangitekanan formasi.Densitaslumpuryangbesarakanmemberikantekananhidrostatisyang besar pula dan sebaliknya.g)Membersihkan dasar lubang bor Fluidadengankandunganpadatan(solidcontent)yangrendahmerupakanfluida yang paling baik untuk membersihkan lubang bor. h)Media informasi Padaoperasipemboran,lumpurdapatdianalisisuntukmengetahuiadatidaknya kandunganhidrokarbonberdasarkanmudlog.Analisacuttinguntukmengetahui jenis formasi yang sedang dibor. i) Mencegah gugurnya dinding lubang bor. Lumpurpemborandapatmenahandindinglubangboragartidakruntuh, sebabjikalubangborkosongkemungkinandindingakanruntuh.Adanyakolom lumpur pada lubang bor memberikan tekanan hidrostatik untuk menhan gugurnya dinding lubang bor.3.3.1.2.Jenis Jenis Lumpur Pemboran Penentuan jenis lumpur bor dalam suatu pemboran harus disesuaikan dengan kebutuhantergantungdarikeadaanformasinya.Jenislumpuryangtidaksesuai akan menyebabkan problem pemboran.Dibawahiniakandiberikanbeberapajenislumpurpemboranberdasarkanfasa fluidanya, yaitu : 3.3.1.2.1Water Base Mud Bila bahan dasar dari lumpur adalah air maka lumpur tersebut disebut dengan waterbasemud.Airyangdigunakandapatberupaairtawarmaupunairasin. Lumpur yang mempunyai bahan dasar air tawar disebut fresh water mud, dan bila bahan dasarnya air asin disebut salt waterbase mud. a)Fresh Water MudFreshWaterMudyaitulumpuryangfasacairnyaadalahairtawardengan kadargaramyangkecil(kurangdari1000ppm=1%beratgaram),dapat dibedakan menjadi beberapa jenis antara lain : a.Spud mud SpudMuddigunakanuntukformasibagianataskonduktorcasing.Fungsi utamanya mengangkat cutting dan membuka lubang di permukaan(formasi atas). Volumeyangdiperlukanbiasanyasedikitdandapatdibuatdariairdanbentonite (yield 100 bbl/ton) atau lempung(clay) air tawar yang lain menaikkan viskositasdangelstrengthpadazona-zonaloss.Kadang-kadangperlulostcirculation material, tetapi densitasnya harus kecil. b.Natural mud NaturalMuddibentukdaripecahan-pecahancuttingdarifasacair.Sifat-sifatnyabervariasitergantungdariformasiyangdibor.Umumnyatipelumpur yang digunakan untuk pemboran yang cepat seperti pemboran pada surface casing (permukaan). Dengan bertambahnya kedalaman pemboran, sifat-sifat lumpur yang lebihbaikdiperlukandannaturalmudiniditreateddenganzat-zatkimiadan additif-additif koloidal. Beratnya sekitar 9.1 10.2 ppg, dan viskositasnya 35 45 detik. c.Bentonite treated mud Adalahlumpuryangdibuatdaricampuranbentonite,claydanair.Lumpur ini banyak digunakan dalam pemboran untuk menembus formasi yang bertekanan tinggi.Bentoniteadalahmaterialyangpalingumumdigunakanuntukmembuat koloidal inorgis untuk mengurangi filtration loss dan mengurangi tebal mud cake. Bentonitejugamenaikkanviskositasdangelstrengthdangelyangmanadapat dikontrol dengan thiner. b)Salt Water Mud Lumpurinidigunakanterutamauntukpemborangarammassif(saltdome) atausaltstringer(lapisan-lapisanformasigaram)dankadangkadangbilaada alirangaramyangdibor.Filtratlossnyabesardanmudcake-nyatebalbilatidak ditambahkanorganiccolloidpHlumpurdibawah8,karenaituperlupreservatif untukmenahanfermentasistarch.jikasaltmud-nyamempunyaipHyanglebih tinggi,fermentasiterhalangolehbasa.Suspensipadatansukardicapaikarena flukolasiolehclay.Suspensiinibisadiperbaikidenganpenggunaanattapulgite sebagai pengganti bentonite. a.Unsaturated salt water mud Airlautdarilautlepasatautelukseringdigunakanuntuklumpuryangtak jenuh kegaramannya ini. Kegaraman (salinity) lumpur ini ditandai oleh: 1.Filttrate loss benar kecuali ditreated dengan organic colloid. 2.Medium sampai tinggi pada gel strength kecuali dengan thinner. 3.Suspensi yang buruk kecuali ditreated dengan attapulgite atau organic colloid. Lumpur ini bisa di foaming, yaitu berbusa (gas menggelembung) yang dapat diredusir dengan : 1.Menambah soluble surface active agents. 2.Menambah zat kimia untuk menurunkan gel strength. Lumpuryangterkenakontaminasigaramjugaditreatedsepertipadasea water mud ini. c) Saturated salt water mud Fasa cair lumpur ini dijenuhkan dengan NaCl. Garam-garam lain dapat pula beradadisitudalamjumlahyangberlain-lainan.Saturatedsaltwatermuddapat digunakanuntukmemborformasi-formasigaramdimanarongga-ronggayang terjadinya karena pelarutan garam dapat menyebabkan hilangnya lumpur, dan hal ini dicegah oleh penjenuhan garam terlebih dahulu pada lumpurnya.Lumpur ini bisajugadibuatdenganmenambahkanairgaramyangjenuhuntukpengenceran dan pengaturan volume. Filtratelossyangrendahpadasaturatedsaltorganiccolloidmudmenyebabkan tidakperlunyamemasangcasingdiatassaltbeds(formasigaram).Filtrateloss-nya biasa dikontrol sampai 1 cc API dengan organic colloids. Saturated salt water mudsbisadibuatberdensitaslebihdari19ppg.Denganmenambahkanorganic colloids agar filtration loss-nya kecil, lumpur ini biasanya untuk memberiformasi di bawah salt beds, walaupun resistivitinya yang rendah buruk bagi electric logs. Gabungandarinonionicsurfactanmenyebabkanpengontrolanfiltrasidan low properties yang lebih mudah dan murah, terutama pada densitas tinggi. Saturatedsaltwatermudsinidapatpuladibuatdarifreshwaterataubrinemud. Jikadibuatdarifreshwatermud,makapalingtidakseparuhdarilumpursemula harusdibuang.Inidiperlukanuntukpengencerandenganairtawardan penambahanlebihkurang125lbgaram/bbllumpur.Jikadikehendaki pengontrolanfiltrationlosssuatuorganiccolloiddanpresentativedapat ditambahkan.Jikalumpurnyadibuatdarisaturatedbrine(airgaramyangjenuh) sekitar20lb/bblattapulgitditambahkanbersamadenganorganiccolloiddan mungkinpresentatif.Lumpurinidensitasnya10,3ppgdanakannaiksampai sekitar11ppgselamapemboranberlangsung.Pemeliharaanyatermasuk penambahanairasinuntukmengurangiviskositas,attapulgiteuntukmenambah viskositas dan organic colloids untuk mengontrol filtrasi. Jika saturated salt water mudsdigunakanuntukmemborshalemakakontrolviskositas,geldanfiltrasi dapat diperoleh dengan penambahan alkaline-tannate solution atau sedikit lime. d) Sodium silicate mud Adalahlumpuryangfasacairnyamengandungsekitar55%volumelarutan natriumsilicatedan55%volumelarutangaramjenuh.Lumpurinidigunakan untuk pemboran pada saat menemui lapisan salt. 3.3.1.2.2Emulsion Mud Lumpurjenisiniterbagimenjadi2yaitu:Oilinwateremulsionmuddan Water in oil emulsion mud.1.Oil In Water Emulsion Mud Padalumpuriniminyakmerupakanfasatersebar(emulsi)danairsebagai fasa kontinyu. Sebagai dasar dapat digunakan baik fresh maupun salt water mud. Sifat-sifatfisikyangdipengaruhiemulsifikasihanyalahberatlumpur,volume filtrat,tebalmudcakedanpelumasan.Segerasetelahemulsifikasi,filtrationloss berkurang.Keuntungannyaadalahbitbisatahanlama,penetrasiratenaik, pengurangan korosi pada drill string, perbaikan pada sifat-sifat lumpur (viskositas dantekananpompaboleh/dapatdikurangi),waterlossturun,mudcaketipisdan mengurangiballing(terlapisnyaalatolehpadatanlumpur)padadrillstring. Viskositasdangelstrengthlebihmudahdikontrolbilaemulsifierjugabertindak sebagaithinner.Umumnyaoilinwateremulsionmuddapatbereaksidengan penambahan zat dan adanya kontaminasi seperti juga lumpur aslinya. Semuaminyakdapatdigunakan(crude)tetapilebihbaikbiladigunakan minyak/refinery oil yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : a)Uncracked (tidak terpecah-pecah molekulnya), supaya lebih stabil b)Flash point tinggi, untuk mencegah bahaya api. c)Aniline number tinggi (lebih dari 155) agar tidak merusak karet-karet dipompa (circulation sytem) d)Pour point rendah, agar dapat digunakan untuk bermacam-macam temperatur. Suatukeungulanlainnyaadalahbahwakarenabausertafluorensinyalain dengancrudeoil(mungkinyangberasaldariformasi),makainibergunauntuk pengamatancuttingolehgeologdalammenentukanadanyaminyakdipemboran tersebut.Adanyakaret-karetyangrusakdapatjugadicegahdenganpenggunaan karet sintetis. 1)Fresh water oil in water emulsion mud Adanya lumpur yang mengandung NaCl sampai sekitar 60.000 ppm. Lumpur emulsiinidibuatdenganmenambahkanemulsifier(pembuatemulsi)kewater basemuddiikutidenganjumlahminyakbiasanya525%volume,jenis emulsifier bukan sabun lebih disukai karena dapatdigunakan dalam lumpuryang mengandunglarutanCatanpamemperkecilemulsifier-nyadalameffisiensi. Emulsifikasi minyak dapat bertambah dengan agitasi (diaduk) Maintenancenyaterdiridaripenambahanminyakdanemulsifiersecara periodik. Jika sebelum emulsifikasi lumpurnya mengandung prosentase clay yang tinggi,pengencerandengansejumlahairperludilakukanuntukmencegah kenaikkanviskositas.Karenakeuntungandalampemborandanmudahnya pengontrolan maka lumpur ini disukai orang. 2)Salt water oil in water emulsion mud Mengandungpalingsedikit60.000ppmNaClfasaairnya.Emulsifikasi dilakukandenganemulsifieragentorganic.LumpurinibiasanyamempunyaipH di bawah 9, dan sesuai dengan yang digunakan untuk daerah-daerah dimana perlu diborgarammassiveataulapisan-lapisangaram.SepertidiKansas,Rocky Mountain, Dakota dan Kanada Barat.Emulsiinimempunyaikeuntungan-keuntungansepertijugapadafreshwater emulsion, yaitu: 1)Densitasnya kecil 2)Filtrat loss sedikit dan mud cake tipis serta lubrikasi lebih baik. Lumpur demikian mempunyai tendensi untuk foaming yang bisa dipecahkan denganpenambahansurfaceactiveagenttertentu.Maintenancelumpurini biasanyasepertipadasaltmudbiasakecualiperlunyamenambahemulsifier, minyak dan surface active deformer (anti foam). 2.Water in Oil Emulsion Mud Lumpurjenisiniberbahandasarbentonite+40%air+50%solaratau menggunakan crude oil + emulsifier + additive.3.3.1.2.3Oil Base Mud Lumpurinimengandungminyaksebagaifasakontinyu.Komposisidiatur agarkadarairnyarendah(35%)volume.Reaktiflumpurinitidaksensitive terhadapkontaminan.Tetapiairadalahkontaminankarenamemberiefeknegatif bagi kestabilan lumpur ini. Untuk mengontrol viskositas, menaikkan gel strength, mengurangi efek kontaminasi air dan mengurangi filtrate loss, perlu ditambahkan zat-zat kimia. Faedahoilinbasemuddidasarkanpadakenyataanbahwafiltratnyaadalah minyakkarenaitutidakakanmenghidratkanshaleatauclayyangsensitivebaik terhadapformasibiasamaupunformasiproduktif(jadijugauntukcompletion mud).Kegunaanterbesaradalahpadasaatkomplesidariworkoversumur. Kegunaanlainadalahuntukmelepaskandrillpipeyangterjepit,sehingga mempermudah pemasangan casing dan liner. Oilbasemudiniharusditempatkanpadasuatutangkibesiuntuk menghindarkankontaminasiair,righarusdipersiapkanagartidakkotordan bahaya api berkurang. Oil base emulsion dan lumpur oil base mempunyai minyak sebagai fasa kontinyu dan air sebagai fasa terbesar. Umumnya oil base mud, yaitu filtratnya minyak dan karenaitutidakmenghidratkanshaleatauclayyangsensitive.Perbedaan utamanyadenganoilbasemudadalahbahwaairditambahkansebagaitambahan yangberguna(bukankontaminan).Airyangteremulsidapatantara1550% volume,tergantungdensitasdantemperaturyangdiinginkan(dihadapidalam pemboran).Karenaairmerupakanbagiandarilumpurini,makalumpurini mempunyai sifat-sifat lain dari oil base mud,yaitu dapat mengurangi bahaya api, toleranpadaair,danpengontrolanflowproperties-nyadapatsepertipadawater base mud. 3.3.1.2.4. Gaseous Drilling Fluid Digunakanuntukdaerah-daerahdenganformasikerasdankering.Dengangas atauudaradipompakanpadaannulus,salurannyatidakbolehbocor.Keuntungan carainiadalahpenetrationratelebihbesar,tetapiadanyaformasiairdapat menyebabkanbitballing(bitdilapisicuttingataupadatan-padatan)yangmana merugikan.Jugatekananformasiyangbesartidakmembenarkandigunakannya caraini.Penggunaannaturalgasmembutuhkanpengawasanyangketatpada bahayaapi.Lumpurinijugabaikuntukcompletionpadazone-zonedengan tekanan rendah. Suatucarapertengahanantaralainlumpurcairdengangasadalahaerated mud drilling dimana sejumlah besar udara (lebih dari 95%) ditekan pada sirkulasi lumpuruntukmemperendahtekananhidrostatik(untukzonalostcirculation), mempercepat pemboran dan mengurangi biaya pemboran. Tabel III-2. Komponen Lumpur Pemboran4) LiquidsWater BasedOil BasedGaseous Drilling Fluid Fresh waterLow Gravity SG = 2.5Low gravityAir or Natural Gas Salt Water Non Reactive Solids : sand,chert, limestones, some shales Amine-treated clays, asphalt, gilsonite SG = 1.1 Aerated Muds Oil Reactive Solids : clays High gravityFoam Mixtures of these fluids High gravityBarite Barite SG = 4.2Iron ore Iron ore SG = 4.7 - 5.1 3.3.1.3.Sifat Fisik Lumpur Pemboran KomposisidariLumpurborakanmenentukansifat-sifatsertaperformance dari lumpur itu sendiri. Sistem pengontrolannya harus dikoreksi terhadap formasi selamaoperasipemboranberlangsung,halinidimaksudkanagarLumpurbor bekerja sesuai dengan harapan. Gambar.3.24.1. Mud Balanced. 2. Fann VG Meter. 3. Filter Press. 3.3.1.3.1.Densitas Densitasatauberatjenis,didefinisikansebagaiberatlumpurpersatuan volumetotallumpur.Densitasinimenyebabkankemungkinanuntukmembantu dalam pengaturan tekanan-tekanan di lubang subsurface formasi, sehingga dalam operasipemborandensitaslumpuriniharusselaludikontrolterhadapkondisi formasinyaagardiperolehkelakuanlumpuryangsesuaidenganfungsiyang diharapkanterhadapformasiyangdibor.Densitaslumpuryangrelatifberatbagi suatuformasikemungkinanakanmenyebabkanterjadinyalostcirculation, sebaliknyajikadensitaslumpurrelatifkecildapatmenyebabkanterjadinyablow out.Pengontrolandensitaslumpurdapatdilakukandenganmenambahkanzat-zat aditif, yang bersifat menaikkan maupun menurunkan densitas lumpur. Additif yang biasa digunakan untuk memperbesar harga densitas antara lain : Tabel. III-3. SG Additif AdditifSG Barite4.3 Limestone3.0 Galena7.0 Bijih Besi7.0 Sedangkanuntukmemperkecilataumengurangidensitaslumpurbor,pada umumnya dipakai additif seperti: a. Air b. Minyak Cara lain untuk memperkecil densitas adalah dengan jalan mengurangi kadar padatandipermukaan.Permukaandensitaslumpurdapatdilakukandengansatu sirkulasidanviscositasnyaharuskecil,karenadenganpenambahanberatlumpur terjadikenaikanviscositas.Densitaslumpurborakandipengaruhioleh temperatur,densitasakanturunjikatemperaturnaik.Besarnyadensitaslumpur akan menentukan tekanan hidrostatik dari kolomlumpur, berdasar persamaan berikut : depth 052 0 Pmm = . (3-4) Keterangan : Pm= tekanan hidrostatik kolom lumpur, psi. m= densitas lumpur, ppg. Depth= kedalaman, ft. Tabel III-4. Densitas Komponen Lumpur 3.3.1.3.2. Viskositas Viskositasadalahsifatfisikyangmengontrolbesarnyashearstressakibat adanyapergeseranantarlapisanfluida.Viskositasdapatpuladidefinisikan sebagai perbandingan antara shear stress (tekanan penggeser) dan shear rate (laju penggeseran).UntukcairanyangtermasukNewtoniansepertiair,perbandingan shear rate dengan shear stress ini sebanding dan konstan (gambar 3.2), sedangkan lumpurpemboranadalahtermasukcairanNon-newtoniandimanaperbandingan shearstressdenganshearratetidakkonstan,disebutviskositassemu(apparent viscosity) serta memberikan hubungan variasi yang luasTujuan dari pengenalan viscositas lumpur ini adalah untuk : 1.Mengontrol tekanan sirkulasi yang hilang di annulus 2.Memberikan kapasitas daya angkat yang memadai. 3.Membantu mengontrol swab-pressure dan surge pressure. Gambar 3.25 Grafik Shear Stress vs Shear Rate Untuk Fluida Newtonian Gambar 3.25 Grafik Shear Stress vs Shear Rate Untuk FluidaNon-Newtonian Penentuan Harga Shear Stress dan Shear Rate HargaShearstressdanShearRateyangmasing-masingdinyatakandalam bentukpenyimpanganskalapenunjuk(DialReading)danrpmmotorpadaFann VG meter Gambar 3.46, harus diubah menjadi shear stress dan shear rate dalam satuandyne/cm2dandetik-1agardiperolehhargasatuanviskositasdalamsatuan cp. Persamaannya sebagai berikut : t=5,007 x C. .(3-5) =1,704 x RPM...(3-6) Keterangan :Penentuan Harga Viscositas Nyata (Apparent Viscosity) Viscositat= shear stress, dyne/cm2 = shear rate, detik-1 C= dial reading, derajat RPM= revolution per minute dari rotorUntuk setiap harga shear rate dihitung berdasarkan hubungan :Va =100 xt.. (3-7) Va = RPMC) x(300.. (3-8) Penentuan Plastic Viscosity dan Yield Point UntukmenentukanPlasticViscosity(VP)danYieldPoint(YP)dalamsuatu lapangan, digunakan persamaan bingham plasticGambar 3.46 sebagai berikut : Vp = 300 600300 600 t t.. (3-9) DenganmenggunakanPersamaan(3-5),danPersamaan(3-6)dimasukkan kedalam Persamaan (3.7), didapatkan : VP = C600 C300.....(3-10)YP = C600 VP......(3-11) Keterangan : Vp= plastic viscosity,cp Yp= yield point Bingham, lb/100 ft2 C600= dial reading pada 600 rpm, derajat C300= dial reading pada 300 rpm, derajat Pertimbangan-pertimbangan yang tidak langsung adalah sebagai berikut : 1.Lajupemboranadalahbesardengankadarpadatanyangrendahataulumpur yang encer. 2.Lumpurdapatdikentalkanuntukmemperkecilerosipadaformasishaleyang tidak kompak, karena pembentukan aliran turbulen dengan lumpur yang encer dapat mengakibatkan erosi lubang sehingga terjadi pembesaran lubang. Viskositas yang terlalu tinggi akan menyebabkan : 1.Penetration rate turun 2.Pressure loss tinggi terlalu banyak gesekan.3.PressuresurgesyangberhubungandenganLostcirculationdanswabbing yang berhubungan dengan blow out. 4.Sukar melepaskan gas dan cutting dari lumpur dipermukaan Viskositas yang terlalu rendah menyebabkan : 1.Pengangkatan cutting tidak baik 2.Material-material pemberat lumpur diendapkan Untukmengencerkanlumpurdapatdilakukandenganpengencerandengan airataudenganpenambahanthinner(zat-zatkimia),sedangkanpenambahan viskositas dapat dilakukan dengan penambahan zat-zat padat/bentonite pada water base mud dan air atau asphalt pada oil base mud Gambar 3.26. Plot Model Bingham Plastik. 3.3.1.3.3. Gel Strength Diwaktulumpurbersirkulasiyangberperanadalahviskositas.Sedangkan diwaktusirkulasiberhentiyangmemegangperananadalahgelstrength.Lumpur akan mengagar atau menjadi gel apabila tidak terjadi sirkulasi, hal ini disebabkan olehgayatarik-menarikantarapartikel-partikelpadatanlumpur.Gayamengagar inilah yang disebut gel strength. Di waktu lumpur berhenti melakukan sirkulasi, lumpur harus mempunyai gel strengthyangdapatmenahancuttingdanmaterialpemberatlumpuragarjangan turun. Akan tetapi kalau gel strength terlalu tinggi akan menyebabkan terlalu berat kerjapompalumpurpemboranuntukmemulaisirkulas.Walaupunpompa mempunyaidayayangkuat,pompatidakbolehmemompakanlumpurdengan dayayangbesar,karenaformasibisapecah.Misalnyasirkulasiberhentiuntuk penggantianbit.Agarformasitidakpecahdidasarlubangbor,makasirkulasi dilakukan dengan secara bertahap, dan sebelum melakukan sirkulasi, rotary table diputar terlebih dahulu untuk memecah gel. Gel strength dapat diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu progressive gel dan fragile gel. Tipe yang pertama adalah tipe gel strength yang pada mulanya rendah tetapisemakintinggidenganbertambahnyawaktu,gelstrengthnyameningkat terus menerus sampai mencapai angka tertinggi. Hal ini sering terjadi pada lumpur yangmempunyaikadarpadatanyangtinggi.Tipeinitidakdiharapkan,karena akanmendatangkanbanyakkesulitandalamoperasipemboran,seperti: diperlukantekananpompayangbesaruntukmemulaisirkulasikembali.Tipe yangkeduaadalahtipegelstrengthyangpadakondisiawalnyarelatifsudah tinggidanhanyamengalamikenaikkanyangsangatsedikitsajaseiringdengan bertambahnya waktu. Tipe ini hanya memerlukan tenaga pompa yang tidak begitu besaruntukmemulaisirkulasi,sehinggapenghematantenagadanoptimasi pemboran diharapkan dapat terpenuhi. Gambar 3.27. Perbedaan Tipe Progresive Gel dan Fragile Gel 3.3.1.3.4. Yield Point Titikkeliatan(yieldpoint)adalahsifatmengagaryangmenunjukkan besarnyatekananminimalyangyangharusdiberikankapadafluidaagarfluida tersebutdapatbergerak.Tekananiniakibatdarigayatarik-menarikantara partikel-partikel di dalam lumpur. Titik keliatan adalah parameter fluida dinamik, sedangkan sifat menggagar (gel strength)adalah parameter fluida static. Titikkeliatan(yieldPoint)dilapangandisebutkandalamsatuanlb/100ft2, dandiukurdenganfannVGmeter.HargaYPpadaFannVGmeteradalah pembacaanskalapadaputaran300rpmdikurangihargaPV.Hargabiasa digunakanantara3sampai15lb/ft2.UntukfluidaNewtonianhargaYPadalah nol.KenaikanYpyangberlebihanadalahakibatflukolasiYPyangtinggibaik untukpembersihanlubang,tetapiakanmenimbulkankehilangantekananyang besar. Yieldpointmerupakansalahsatukomponenyangmenyebabkankeengganan fluidauntukmengalir,dimanabesaraninimerupakanhasildarigayatarik-menarik antar partikel di dalamLumpuryang dinyatakan dalam satuan lb/100ft3. gaya tarik-menarik ini berasal dari muatan negatif dan positif yang terletak di atas atauberdekatandenganpermukaanpartikel.Besaraninidiukurdalamkondisi yang dinamis, berbeda dengan gaya agar diukur pada kondisi statis.Besarnya gaya ini tergantung dari: 1.Sifat-sifat permukaan pada Lumpur. 2.Konsentrasi volume padatan. 3.Lingkungan listrik dan padatan. Kenaikkan yield point terjadikarena: 1)Karenakemasukankontaminanyangdapatlarutseperti,misalnyagaram, semen,anhydriteataugypsumyangmenetralisirmuatannegatifpartikel-partikel clay. 2)Karenakemasukanpadatanlembabkedalamsistemhaliniakan menyebabkan jarak antar partikel semakin dekat sehinggagaya tarik-menarik semakin membesar. 3)Karena mengebor shale yang dapat menghidrate atau juga mengebor clay yang mengakibatkanpenambahanpadatanreaktifkedalamsistemsehingga meningkatkangayatarik-menarikyangdisebabkanolehpeningkatanjumlah muatan dan semakandekatnya jarak antar partikel. 3.3.1.3.5. Filtration Loss Filtrationlossadalahkehilangansebagiandarifasacair(filtrat)lumpur masukkedalamformasipermeabel.Pengukurannyadilakukandenganstandar filterpress,dimanalumpurditempatkanpadasilinderyangdasarnyadipasang kertassaring,danbagianatastabungdiberikantekananudara/gas.Selanjutnya volumefiltratlumpurdantebalmudcakedicatat.APIfiltrationrate(statik) adalahvolume(cc)filtrat/30menitpadatekanan100psig.Ketebalanmudcake biasanya diukur dalam satuan 1/32 inch. Filtration loss yang terlalu besar berpengaruh jelek terhadap formasi maupun lumpurnyasendiri,karenadapatmenyebabkanterjadinyaformationdamage (penguranganpermeabilitasefektifterhadapminyak/gas)danlumpurakan kehilanganbanyakcairan.Mudcakesebaiknyatipisagartidakmemperkecil lubang bor (pressure loss akan naik, pressure surges/swabbing akan membesar). 3.3.1.4. Sifat Kimia Lumpur Pemboran Sifat kimia lumpur pemboran merupakan tingkat reaktifitas lumpur terhadap kondisiformasiyangditembus,terutamaberkaitandengankandungankimiawi partikel-partikelnya. Seperti sifat fisik lumpur, sifat kimia juga sangat menentukan fungsilumpur,karenaperformancelumpurdapatberubahdenganadanya pengaruhdariefekkimiapartikelnya.Perubahansifatkimiayangtidaksesuai maksudtujuanpemboranakanmenyulitkanpengontrolanlumpursehingga treatmentterhadapsifatkimiaharusselaludiperhatikanselamasirkulasi dilakukan.Semuasifatkimiadiharapkanmempumemberikankeuntunganyang menunjang fungsi lumpur pemboran. 3.3.1.4.1. PadatanTerdapatnya padatan atau solid dalam lumpur pemboran dalam jumlah yang besar dapatmengakibatkankorosidanabrasipadaperalatanpemboransepertipompa lumpur,drillstring,casingdansebagainya.Sebagaicontohpadatanyangsering dijumpai adalah pasir,yang mana kadar pasir dalam lumpur dihitung dengan alat yangdisebutsandscreenset.Setterdiridari200meshsivedengandiameter2.5 incyangdilengkapidengansebuahcoronguntukmemasangsaringan(screen) sertasebuahgelasyangdisebutdenganglassmeasuringtube.Kadarpasir dinyatakan dalam persentaseyang dapat diamati pada dasargelas pengukuryang mempunyaipembagianskaladari020%volume.Sehinggadalampengukuran harus dipastikan bahwa kadar pasir dari total volume lumpur lebih kecil dari 20% agartidakmenimbulkanproblemkepasiranyangmengganggurateproduksidan merusakkanperalatanpemboran.Kadarpasirtidakbolehterlalutinggikarena dapat menimbulkan berbagai permasalahan, diantaranya : a.Padatanmemilikisifatyangabrasiveataumengikis,olehkarenaperalatan yang disirkulasi akan terkikis ketika dilalui padatan solid lumpur. b.Padatandapatmenyebabkanberatjenislumpurakannaikdanhalini menyebabkan kerja dari pompa lumpur akan semakin berat. 3.3.1.4.2. pH pHsebagaisalahsatusifatkimialumpurpemboranmerupakanpentingdi dalam treatment pada suatu operasi pemboran. Untuk mengukur pH suatu lumpur ada dua cara, yaitu : 1.Modified colorimetric method dengan menggunakan paper strip. 2.Electrometric method dengan menggunakan glass electrode. Paper strip method tak dapat dipercaya apabila konsentrasi garam dari contoh sangattinggi,sedangkanelectrometicmethodakanmempunyaikesalahanbesar untuk larutanyang mengandung ion Na dalam konsentrasiyang tinggi, selain itu diperlukankoreksitemperaturyangharusdilakukandenganpengukuranpH secara electrometric. Konsentrasiionhidrogenlumpurpemboranlebihtepatnyadigambarkan sebagaihargapHyangmenunjukkanhargakonsentrasiantara114.Harga tersebut mengindikasikan kondisi asam dan basa lumpur, jika harga pH lebih kecil dari7menunjukkanbahwalumpurasam,berharga7berartilumpurnetral, sedangkan jika lebih dari 7 menunjukkan lumpur basa. 3.3.1.4.3. Kesadahan KesadahanlumpurpemborandilakukandenganmenyelidikiionCadalam lumpur,dimanakesadahantotallumpuradalahkeadaandimanaberlakusebagai totalhardness.DengankeadaandemikianlumpurmengandungionCadanMg yangterlalubanyakdalamairdapatdiidentikkandengansabun,jikasabuntidak berlarutdalamairmakaairtersebutmengandunggaramkalsiumdangaram magnesium (air sadah). Faktor-faktor yang mempengaruhi kesadahan total lumpur yaitu terkontaminasinya lumpur dengan Ca dan Mg sebagai berikut : a.Pemboran memasuki formasi anhidrat gipsum. b.Penambahan hard make up water. c.Persenyawaan dengan partikel yang mengandung Ca. d.Influks air formasi memiliki kandungan Ca yang tinggi. Apabilakesadahanlumpurtinggimakaakanmengakibatkanyieldpoint rendah,terjadinyawaterlossyangtinggidangelstrengthrateyangterlalubesar sehinggauntukmengatasinyamemerlukanbanyakbentoniteuntukmembentuk gel lumpur yang memadai. 3.3.1.4.4. Alkalinitas AlkalinitasataukeasamanlumpurditempatkandenganhargapH-nya,akan tetapikarakteristiklumpurdapatberfluktuasimeskipunpH-nyatetap. Berdasarkan pengalaman diketahui ada korelasi antara sumber alkalinitas di dalam lumpur terhadap sifat-sifat lumpur yang bersangkutan. 1)JikasumbernyahanyaberasaldariOH-,menunjukkanlumpurstabildan kondisinya baik. 2)JikasumbernyaberasaldariOH-danCO-23,menunjukkanlumpurstabil dan kondisinya baik. 3)JikasumbernyahanyaberasaldariCO-23,menandakanlumpurtidakstabil tetapi masih bisa dikontrol. 4)Jika sumbernya berasal dari CO-23 dan HCO-3, berarti lumpur tidak stabil dan sulit untuk dikontrol. 5)JikasumbernyahanyaberasaldariHCO-3,kondisidarilumpursangatjelek dan sulit untuk dikontrol. 3.3.1.4.5. Salinitas Penentuansalinitas(kadarCl)dalamlumpurdiperlukanterutamajika pemboranmelaluidaerahyangmanagaramdapatterkontaminasidenganfluida pemboran yaitu daerah yang terdapat kubah-kubah garam. Jika terjadi kandungan chlormelebihi6,000ppmsebaiknyaprogrampenggunaanlumpurdiubahsesuai dengankeasaman.KandunganClyangterlalubesarjugamempengaruhidalam operasiloggingkarenaharusdiadakankoreksiuntukmenginterpretasi loggingnya. Kandungan Cldi dalam lumpur dibedakan menjadi dua, yaitu : a.Salt mud jika kandungan Cl antara 10,000 31,500 ppm. b.Saturated salt mud jika kandungan Cl31,500 ppm. Carapenanggulangankerusakanlumpuryangdiakibatkanolehionchlor antara lain adalah :a.Jikamudcaketerlalutebaldanfiltrationlossterlalubesardapatdiperbaiki dengan menambah organic koloid. b.JikapHdibawadibawah8,makaperlupreserfatifuntukmenahanfermentasi starch. Jikapadatansukardicapaikarenafluktuasiolehclaysuspensidapat diperbaiki dengan penggunaan attapulgite sebagai pengganti bentonite. 3.3.1.5. Komposisi Lumpur Pemboran Secara umum lumpur pemboran terdiri dari 3 komponen atau fasa pembentuk sebagai berikut : 1.Fasa cair (air atau minyak) 2.Fasa padat (reactive solids dan inert solids) 3.Bahan kimia (additive) 1. Fasa Cair FasacairLumpurpemboranpadaumumnyadapatberupaair,minyak,atau campuran air dan minyak. Air dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu air tawar dan air asin. Air asin juga dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu air asin tidak jenuhdanairasinjenuh.Sekitar75%Lumpurpemboranmenggunakanair karenamudahdidapat,murah,mudahdikontroljikaterdapatpadatan-padatan (solidcontent)danmerupakanfluidayangpalingbaiksebagaimediapenilaian formasi.Istilahoil-basemudsdigunakanjikakandunganminyaknyalebihbesar dari95%.Sedangkanemulsionmudsmempunyaikomposisiminyak50-70% (sebagai fasa kontinyu) dan air 30-50% (sebagai fasa diskontinyu). 1)Reactive Solid Reactivesolidataufasapadatanyangbereaksidengansekelilingnyamembentuk koloidyangmerupakansuspensiyangreaktifterdispersidalamfasakontinyu (sifatkoloidlumpuryangmerupakanlembaranclayyangberukuran10-20 Amstrongdanterdispersidalamfasakontinyuair).Dalamhaliniclayakan menghisapfasacairairdanmemperbaikilumpurdenganmeningkatkandensitas, viskositas, gel strength serta mengurangi fluid loss. Mud engineer biasanya membagi clay yang digunakan untuk lumpur menjadi tiga, yaitu : montmorillonite, kaolinite dan illite. Montmorilloniteyangpalingseringdigunakankarenakemampuannyayang mudahswellingmenghasilkanclayyanghomogenousbercampurdenganfresh water. Dalam literature pemboran manual, montmorillonite direferensikan dengan bentonite, karena bentonite identik dengan clay montmorillonite.Montmorillonitemerupakanmaterialberbentuksepertiplatataulempengantipis denganukuranpartikelnyalebihkecildari0,1mikron.Semakinkecilukuran partikelnya, maka semakin luas bidang kontak antara partikel solid dengan media cairannya,sehinggainterconnectedproperties(sifatsalingberhubungan)dengan medianyabesar,makareaktifitasnyamenjadilebihtinggiterhadapfasacair lumpurpemboran.SepertiyangdijelaskanolehRoger,bentonitemerupakan koloidyangsangatreaktifyangmempengaruhisifatfisikdankimiawilumpur pemboran.Sedangkanclayattapulgite,yangdapatswellingdalamairasin, biasanya digunakan dalam kondisi lumpur salt water. Clayyangmerupakanreactivesoliddapatdidefinisikansebagaipadatan yangdiameternyakuranglebih2mikronyangmampumenyerapairsehingga mempunyaikemampuanswelling.Kemampuanswellinginidipengaruhioleh gaya differensial yang bekerja pada partikel clay, yang merupakan hasil dari gaya tolak-menolakantaraion-ionsejenisdangayatarik-menarikantaraion-iontak sejenis di permukaan plat clay. Distribusi gaya-gaya tersebut ditentukan oleh sifat water-basemudyangdikontrololehjeniselektrolityangterlarutdanderajatpH padafasagas,yaitudenganmenambahkanzat-zatadditivelumpurpemboran. Kemampuanbentoniteuntukhidrasikemudianterdispersiakanmengurangi keberadaanelektrolitdalamair,ketikabentoniteditambahkanfreshwaterterjadi empatkondisikesetimbanganantarabentonitedenganair,yaitu:aggregation (penggumpalan), flocculation, dispersion (menyebar), dan deflocculation. Dikarenakanbentonitekurangbegitumampumenghidrasipadakondisi dimanaairmengandungelektrolityangtinggi,makaclayjenislainnyaharus digunakanuntukmemberikansifatrheologilumpur.Larutanelektrolit menghambat pertukaran antara ion-ion positif dengan negatif pada fasa gas.Clay attapulgite dipakai sebagai pengganti bentonite untuk memperbaiki sifat rheologi lumpursaatmenemuiairdengankandunganelektrolityangtinggi.Jenisclayini berbedadenganbentonitedalamhalbentukpartikel-partikelnya,yangkecil silindrisdanmenyerupaijarumdaripadamenyerupaiplat.Viskositasyang dibentukattapulgitesepenuhnyatergantungpadapertalianjalinandaripartikel-partikelmenyerupaijarumtersebut.Padapermukaanformasiyangporous deposisi partikel tersebut akan mencegah pergerakan air Gambar 3.28. Kondisi Kesetimbangan antara Clay Montmorillonite dengan Partikel Air Karena dari beberapa jenis clay difungsikan untuk memberikan sifat rheologi lumpur,makayieldpointclaymutlakdiketahuiuntukmelakukanklasifikasidan kualitaslumpur.Yieldpointclaydidefinisikansebagaisejumlahberatdalam barreldarilumpuryangmemilikiviskositastertentu,biasanyamemilkistandard sebesar15cp,yangdibutuhkanolehsatutonclay(bblmud/tonclay). Penambahanclayakanmenyebabkankenaikanviskositas,sehinggamenaikkan harga yield pointnya. Umumnyaclaydigolongkanmenjaditiga,yaitu:high-yieldclay(Na-montmorillonite,attapulgitedanasbestos),medium-yieldclay(Ca-montmorillonite)danlow-yieldclay(drylakeclay).Berdasarkanstandardyang dipakai,highyieldbernilai45bblmud/tonclayataulebihbesardari15cp, mediumyieldbernilai20-40bblmud/tonclayadanlowyieldbernilai20bbl mud/tonclay.Persamaanberikutakanmemudahkandalammenentukanyield point : 62 5 Wt2000tonclay bblmud Yieldm f.) / ( = ...(3-12) Keterangan : Wtf=berat fraksi clay dalam lumpur. m=berat jenis lumpur, lb/cuft. Claydenganperbedaankemampuanmengadsorbsicationakan memperlihatkankesamaandalamrata-ratanyadanuntukmembedakannyahanya denganstandarttestyangada.Sepertipadahasiltesuntukbentoniteyang ditunjukkan pada Tabel III-4 Tabel III-5. Bentonite Spesifikasi API RequirementAPI Standart 13.A Viscometer Dial Reading at 600 RPM Yield Point, lb/100ft2 Filtrate Wet screen analysis Residu on US Sieve No. 200 Moisture Yield 30 cp min. 3 x Plastic viscosity max. Maximum 13.5 ml. 2.5 % max. 10%max.asshippedfrompointofmanufacture 91.8 bbls of 15 cp mud per ton of dry bentonite 2)Inert Solid Non-reactivesolidmerupakanzatpadatyangtidakbereaksi(inertsolid).Non-reactivesolidmeliputipadatan-padatandenganberatjenisrendah(low-gravity) danberatjenistinggi(high-gravity).Padatanlowgravitymeliputi:pasir,chert, limestone,dandolomite,berbagaimacamshale,dancampurandariberbagai macam mineral. Padatan-padatan ini berasal dari formasiyang dibor dan terbawa oleh lumpur, dan biasannya mempunnyai ukuran yang lebih besar dari 15 mikron, danbersifatabrasif,sehinggadapatmerusakperalatansirkulasilumpur,seperti linerpompa,olehkarenapadatantersebutharussegeradibuang.Menurut KlasifikasiAPI,pasiradalahsetiappadatanyangberukuranlebihbesardari74 mikron;meskipundemikiansetiappadatanyangberukuranlebihkecildaripasir juga dapat merusak peralatan.Padatan dengan berat jenis tinggi (high-gravity solid) ditambahkan ke dalam lumpuruntukmenaikkandensitas.Padatantersebutbiasanyadisebutsebagai material pemberat (weighting material), dan lumpur pemboran yang mengandung padatantersebutsebagailumpurberat.Adabeberapajenishigh-gravitysolid yang pada saat ini banyak digunakan yaitu: 1.Barite(BaSO4)yangmempunnyaiSG4.2dandigunakanuntukmembuat lumpurdenganberatjenissampai10ppg(1.19kg/l).Baritelebihbanyak digunakandibandingdenganbahanpemberatyanglain,karenaharganya murah dan tingkat kemurniannya cukup baik. 2.Leadsulphide,sepertigalenayaitudigunakansebagaimaterialpemberat karenaSG-nyatinggi,yaituantara6.5sampai7.1dandapatmenghasilkan densitas lumpur sampai 35 ppg (4.16 kg/l). 3.Bijihbesi,mempunyaiSG5,tetepilebiherosifdibandingdenganbahan pemberatlainnya.Selainitu,bijihbesijugamengandungbahan-bahanyang beracun. 3)Fasa Kimia Didalam lumpur pemboran selain terdiri atas komponen pokok lumpur, maka adamaterialtambahanyangberfungsimengontroldanmemperbaikisifat-sifat lumpuragarsesuaidengankeadaanformasiyangdihadapiselamaoperasi pemboran. Berikut ini akan disebutkan beberapa bahan kimia tersebut, yaitu untuk tujuan:menaikkanberatjenislumpur,menaikkanviskositas,menurunkan viskositas, menurunkan filtration loss dan lain-lain. Tabel III-6. Additif Lumpur Pemboran AdditifFungsi AdditifNama Weighting Agent (Material Pemberat) Menaikkan Densitas1.Barite 2.Galena 3.Kalsium Karbonat PengentalMenaikkan Viskositas1.Wyoming Bentonite 2.Attapulgite PengencerMenurunkan Viskositas1.KalsiumLigno Sulfat 2.Fosfat Fluid Loss ReducerMenurunkanFiltration Loss CMC LostCirculation Material MengatasiLoss Circulation 1.Milmica 2.Kwik Seal Corrosion ControlMengontrol korosiNO2 PH AdjusterMengontrol PHNaOH FlucoolantMempercepat PengendapanSerbuk Bor 1.Fluxit 2.Baroflac EmulsifierFasKimiaUntuk Emulsi Minyak dan Air 1.Mogco Mul 2.Trimulsi 3.Atlasol 4.Imco-Ceox 3.3.2. Casing Setelahlubangdibuathinggakedalamantertentu,casingditurunkanke dalamlubangbordankemudiandisemen.Casingadalahsuatupipabajayang diturunkan sepotong demi sepotong ke dalam lubang. Antara sepotong casing satu denganyanglainnyadisambungdengansistemulir.Secaraumumcasing berfungsiuntukmenghindarikesulitankesulitanyangtimbulpadapemboran selanjutnya. Penamaan dari casing berdasarkan fungsi dari casing tersebut. 3.3.2.1.Fungsi Casing Beberapa fungsi utama dari casing antara lain adalah sebagai berikut : 1)Mencegah keguguran dinding sumur. 2)Mencegah kontaminasi air tanah oleh lumpur pemboran. 3)Menutup zone bertekanan abnormal dengan zone lost. 4)Membuat diameter sumur tetap. 5)Mencegah hubungan langsung antar formasi. 6)Tempat dudukan BOP, peralatan produksi 3.3.2.2. Klasifikasi Casing Tipetipe casing di dalam ilmu teknik perminyakan baik itu untuk sumur-sumur gas ataupun minyak adalah sebagai berikut : 1.Conductor Casing Padaumumnyacasinginiberdiameterbesar,yaitu16sampai30dan dipasangdengancaradipancangkanbiasadenganmenggunakanvibrating hammer. Letak kedalaman pemasangan umumnya antara 90 hingga 150 ft. adapun fungsidariconductorcasingadalahsebagaipelindungdion-shoreapabilatanah dekat permukaan tidak cukup kuat atau mudah gugur, seperti rawarawa, gambut dan sebagainya. 2.Surface Casing Casinginibiasanyadipasangsampaikedalaman150meteratauhingga mencapai200meter,dengandiameter133/8atau16.Pemasangancasingini memiliki tujan : 1)Kontrol caving. 2)Memudahkan handling aliran lumpur yang kembali dalam lubang bor. 3)Melindungilapisanairtawaryangbisamerusaklumpurborataulapisan produktif yang berada di bawahnya. 4)Tempat kedudukan BOP dan well head. Casinginibertujuanuntukmenjagaformasisupayatidakruntuh.Setelah conductorcasingdipasangdandilanjutkandenganpemborantahapselanjutnya, formasi lubang terbuka, jika terlalu panjang akan cenderung untuk runtuh juga. Umumnyadiambilpatokanbahwalubangterbukamaksimal2/3dari kedalamanlubang.Casingyangdipasangagarlubangyangterbukatidakruntuh setelahconductorcasingdipasangdisebutsurfacecasing.Selainitupadasurface casing pertama kali dipasang peralatan pencegah semburan liar (BOP). Mengingat lubangyangmakindalamtekananformasiumumnyaakansemakinbesar, sehinggadikhawatirkanakanterjadikickpadasaatpemboranselanjutnya.Jika terjadikicksaatsedangmelanjutkanpemborandanBOPterpasang,kickakan dapat dikendalikan dengan baik.3.Intermediate CasingPemasangancasinginisangatdipengaruhiolehkedalamansumurdan kondisi geologi pada daerahdaerah yang spesifik. Tujuan utama dari pemasangan casing ini untuk menutup lapisan yang dapat menyebabkan : 1)Rusaknyakondisilumpurborsehinggasulitdikontroldanmahal(salt, gypsum, heaving shales dan lainlain). 2)Bahayaterhadapkemajuanpemborandengankemungkinanpipaterjepit, pembesaranlubangyangberlebihanataubahayapekerjaanmemancingyang lain. Intermediate casing berfungsi untuk menutup formasi yang berbahaya bagi operasipemboranselanjutnya.Formasiyangmembahayakantersebutantaralain adalahformasibertekanantinggi,formasiyangmenimbulkanlostcirculation, formasiyangmudahruntuhdanlainlain.Jikaformasiyangmembahayakanini dibiarkansajaatautidakditutupmakaoperasipemboranselanjutnyaakan terganggu.Jikatelahdipasangintermediatecasing,dilanjutkanpemboran selanjutnyadanditemukanlagiformasiyangmembahayakandandipasang kembalicasinguntukmenaggulanginya,makacasingtersebutmasihdisebut sebagaiintermediate casing. Conductorcasingdansurfacecasingdisemenhinggapermukaan, sedangkanintermediatecasingdisemenlebihkurang100meterdiatassepatu casing (casing shoe). 4.Production Casing Casinginiadalahrangkaianyangterdalamdanterakhir,tergantungjenis penyelesaiansumurnya,casinginidipasangsampaiataplapisanproduktifatau sampaidasarlapisanproduktif.Bilalebihdarisatulapisanproduktif,casingini berfungsijugauntukmemisahkanlapisanyangsatudenganlapisanyanglain. Casinginibiasanyaberdiameter7atau65/8atau51/2.Bilaproduction casingdipasangsampaipuncakformasiproduktif,komplesinyadisebutdengan openholecompletion.Bilaproductioncasingmenembuslapisanproduktif kemudiandisemendandiperforasi,komplesinyadisebutdenganperforated completion. Casinginidisemenlebihkurang100meterdiataslapisanproduktifdan kirakira 100 atau 200 meter di atas sepatu casing sebelumnya.5.Liner Linerdipasanguntuksumursumuryangdalamsebagaipengganti production casing, yaitu casing yang digantungkan pada casing sebelumnya. Alasan pemasangan liner ini adalah untuk menghemat casing dan kekuatan menarauntukmenurunkancasing.Kalaumenaratidaksanggupmenahancasing yang cukup berat karena sangat panjang, maka dipasang liner saja. 3.3.2.3.. Sifat Fisik pada Casing Sepertihalnyadrillpipemaupundrillcollar,casingjugamempunyai spesifikasiyangmenyatakanciridarisuatucasing,adapunspesifikasitersebut meliputi grade, panjang, diameter, berat nominal dan tipe sambungan. 1. Grade Casingdibagimenjadibeberapagradesesuaidengangradebajapada casing.Tiapgradememilikikomposisiyangberbedabeda,sehinggastrength yang dimilikinya juga berbedabeda. Sifatsifatfisikcasingsepertiminimumyieldstrengthdanketahanan casingterhadapkorosiyangdisebabkanolehgasgaskorosifditentukanoleh komposisi bahan casing. Pembagian grade casing yang diberikan oleh API adalah F-25, H-40, J-55, N-80, P-110. Sedangkan padagradecasing di luargradeyang diakui APIadalah K-55,C-55,danV-150.Semakintinggigradecasing,yieldstrengthtersebut ditentukanolehkomposisibahancasing.Dengandemikiansemakintinggigrade casingsemakinbesarpulakemampuanuntukmenahangayagayayangbekerja pada casing (burst dan collaps pressure). Padaumumnyasemakinrendahgradecasingsemakintahancasing terhadapkerapuhanhydrogensulfide(H2S).Haliniperludipertimbangkan terutamadalammerencanakancasinguntuksumursumurgas.Dalam merencanakancasingyangakandipasangpadasumursumurgassebaiknya dipakaigradeH-40,J-55,atauK-55apabilagasH2Sdiperkirakandapat menimbulkan kerapuhan pada casing. 2. Range panjang casing Panjang dari casing diukur mulai dari ujung coupling hingga ujung thread, merupakan panjang casing bersama coupling. Range panjang casing dapat dilihat pada table 3-4. Tabel 34 Range Length Of API Casing RangeLength Range(ft) Minimum Length (ft) Maximum Length Variation (ft) 1 2 3 16-25 25-34 34 or more 18 28 36 6 5 6 Dariuraiandiatas,suatucasingdapatditulissebagaiberikut:casing7 OD,23lb/ft,,N-80LT&C,R-1,yangartinyacasingmempunyaidiameterluar 7, berat nominal 23 lb/ft, grade N-80 dengan tipe sambungan adalah long thread and coupling dan length range I. 3. Diameter casing Casing mempunyai tiga macam diameter, yaitu: 1)diameter luar (OD) 2)diameter dalam (ID) 3)diameter drift (DD) Driftdiameteradalahdriftmaksimalsuatubendayangdapatdimasukkan ke dalam casing. Drift diameter lebih kecil daripada diameter dalam. Diameter ini bergunauntukmenentukandiameterbituntukmelanjutkanpemboransetelah rangkaian casing terpasang. Diameter casing diukur pada body casing bukan pada sambungan atau coupling. 4. Berat nominal casing Beratnominalsuatucasingmenyatakanberatcasingbesertacouplingnya per satuan panjang. Pada umumnya berat nominal dinyatakan dalam satuan lb/ft. APImengeluarkanstandartyangdapatdigunakanuntukmerencanakan pemasangancasing,dimanastandartyangdikeluarkantersebutdariduamacam ukuran yaitu dalam ukuran satuan British dan satuan matric. 5. Tipe sambungan casing Antarasatucasingdenganlainnyadisambungdenganmenggunakanulir (thread). Ada tiga macam sambungan dari casing, yaitu : a)Round thread and coupling Roundthreadandcouplingmempunyaibentukulirsepertihurufvdan mempunyai8sampai10ulirsetiapinch.Tipesambunganiniadaduamacam, yaitulongthreadandcouplingdanshortthreadandcoupling.Longthreadand couplingmemnpunyaitensionstrength30%lebihkuatdarishortthreadand coupling. b) Butters thread and coupling Sambunganinimempunyaibentukulirsepertitrapeziumdanmempunyai limaulirsetiapinch.Buttersthreadandcouplingsdigunakanuntuktensionload yang besar, atau untuk rangkaian casing yang panjang.c) Extreme line casing Sambunganinimempunyaithreadyangmenyatudenganbodycasing. Bentukthreadatauulirnyaadalahberbentuktrapeziumatausquaredan mempunyailimaulirsetiapinch.Extremelinecasinginimempunyaiketahanan yangbesarterhadapkebocoran.Diameteryangmempunyailimaulirsetiapinch adalah untuk ukuran 5 5/8 sampai 10 . Sedangkan untuk diameter yang lebih kecildari7mempunyaiulirsebanyakenambuahsetiapinch.Ketigajenis sambungan casing diperlihatkan dalam Gambar 3.24 Gambar 3.29 Tipe Sambungan Casing 3.3.2.4. Pembebanan yang Terjadi pada Casing Pembebanan yang terjadi pada casing, pada dasarnya meliputi tiga macam gaya, yaitu : 1.Tekanan Burst Suaturangkaiancasingyangberadadalamsumursecaraserentakakan menerimatekananyangberasaldarikolomfluidadidalamcasing(Pi),dan tekanan yang berasal dari kolom fluida di luar casing (Pe). Kedua macam tekanan ini bekerja dengan arah yang saling berhadapan. Pada kasus tertentu Pi dapat lebih besar atau lebih kecil dari pada Pe. Dikatakan mempunyai tekanan burst bila harga PilebihbesardaripadahargaPe.Bebanburstdapatberasaldaritekanan hidrostatiklumpur,tekananpadasaatpenyemenan,stimulasidansemuakondisi yangmenyebabkan(Pi-Pe)berhargapositif.Tekananburstadalahtekanan minimal (Pi-Pe) yang dapat menyebabkan pecahnya atau meledaknya casing. 2.Tekanan Collapse Adalah tekanan yang berasal dari luar casing (Pe) dimana disebabkan oleh tekanan hidrostatik kolom lumpur di annulus, well kick. Tekanan collapse adalah tekananminimalyangdikenakanpadacasing(Pi-Pe)sehinggamenyebabkan casing hancur. 3.Beban Tension Beban tension adalah beban yang ditimbulkan oleh berat rangkaian casing. Setiap sambungan casing harus menanggung rangkaian casing yang tergantung di bawahnya.Jadibebantensionterbesarterdapatdipermukaandanmengecil sampainoldisuatutitikpadarangkaiancasing.Padasaatcasingdimasukkanke dalamsumurmakalumpuryangberadadidalamlubangborakanmemberikan gaya apung terdapat suatu titik netral pada rangkaian casing tersebut. Di atas titik netralcasingberadapadakondisitensionsedangkandibawahnyacasingberada dalamkodisicompression.Apabilabebantensionpadacasingsudahmelampaui minimalyieldstrengthnya,makacasingakanmengalamideformasipermanent, deformasi ini akan terjadi pada sambungan casing.4.Beban Biaksial Gayagayayangbekerjapadacasingdidalamsumur,terjadisecara kombinasi.Bebanburstdancollapseterjadisecarabersamaandenganbeban tension dan compression. Terlihat bahwa adanya beban tension akan menurunkan collapse resistence dan menaikkan burst resistence, sedangkan beban compression adalahsebaliknya.Dariuraiandiatasdapatdisimpulkanbahwaterdapatempat kondisi dasar yang perlu diperhatikan dalam perencanaan casing, yaitu : 1.Bila tekanan dalam > tekanan luar, terjadi pembebanan burst. 2.Bila tekanan dalam < tekanan luar, terjadi pembebanan collapse. 3.Bila tension > minimum yield strength, terjadi deformasi permanent. 4.Tension akan menurunkan collapse resistence. 3.3.2.5. Perhitungan pada Casing Secaragarisbesarrangkaiancasingyangdirencanakanuntukdipasang padasuatusumurharusmemenuhipersyaratan,yaitumampumenahanbeban burst,callapse,tensioncompresi,puntirandantidakmudahterkenakorosidan kerapuhan serta tidak ada kebocoran pada sambungan. Langkahpertamauntukmemilihcasingyangmemenuhipersyaratan tersebutdiatasadalahmenentukankondisiapayangdapatmembuatmasingmasingbebanmencapaihargaterbesardankemudiandidistribusikanterhadap kedalaman.Denganmembuatmasingmasingbebanmencapaihargaterbesar, maka akan diperoleh rangkaian casing yang paling kuat. Padametodemaximumloadmakakondisitersebutberturutturutadalah untukbebanburstpadasaatsumurmengalamikick,danuntukbebancollapse padasaatsumurmengalamilostcirculation.Kondisiiniadalahkondisiterburuk yang dialami oleh rangkaian casing. Burstpadametodemaximumloadmerupakankriteriapertamadalam menentukanpemilihancasing.Hasilperencanaaninikemudiandiujimengikuti urutan terhadap beban collapse, tension dan terakhir beban biaxial. Sehingga bila asalahsatulangkahpengujianyangtidakdapatdipenuhi,makadesainharus diulangdaribebanburstdanselanjutnyakembalisepertilangkahsemula,diuji terhadap beban collapse, tension dan biaxial hingga terpenuhi semuanya. 3.3.2.5.1. Surface Casinga)Beban Burst Bebanburstuntuksurfacecasingditimbulkanolehkolomgasyang mengisiseluruhpanjangcasing.Karenatekananinjeksipadakedalamansurface casingrelatifrendah,makabatastekananmaximumdipermukaandapat diabaikan,ataudapatdiartikanbahwatekananperalatanBOPlebihbesardari tekanangasdipermukaan.Sehinggabatasantekananmaksimumhanyaterdapat pada kaki casing sebesar tekanan injeksi. IP = 0.052 (Gfr + SF) D...(3-48) IP = 0.052 (Gfr + 1) Ls (3-49) dimana : IP= Tekanan injeksi pada kaki casing, psi. Gfr = Gradient tekanan rekah, ppg. SF= Safety Factor, 1 ppg. D= Kedalaman, ft. Ls= Panjang surface casing, ft. Denganmenganggapgradienthidrostatikgassebesar0.115psi/ftmaka tekanangasdipermukaanadalahtekananinjeksidikurangitekananhidrostatik gas. Ps = IP (0.052 g Ls) ...(3-50) = {0.052 (Grf + 1) 0.115}Ls ....(3-51) Secara grafis desain untuk surface casing ini dapat dilihat pada Gambar 3.25. a.beban collapse = resultan, karena didalam casing kosong. b.garis desain = a x desain faktor. GarisyangmenghubungkantitikPsdantitikIPdisebutgarisbebanburst.Pada kenyataannyacasingjugamendapattekanandariluaryangsifatnyamembantu casinguntukmenahanbebanburst.Padametodemaksimumloadberanggapan bahwatekananluarcasingminimalsebesartekananhidrostatikkolomairasin. Jadi : Pe = 0.052 f Ls.....(3-52) Pe = 0.465 Ls..(3-53) Dengan Pe merupakan tekanan di luar casing, sehingga resultan beban burst sama denganbebanburstdikurangitekanandiluarcasing.Garisdesaindiperolehdari mengalikanresultandengandesainfaktor.Garisdesaininimerupakankekuatan burst minimal casing yang harus dipasang.Dimana : Ls= panjang surface casing,ft. g= densitas gas, ppg m = densitas lumpur. Ppg. f= densitas fluida, ppg. IP= tekanan injeksi, psi Pfr = tekanan rekah, psi. Pf= tekanan formasi, psi. Pe= tekanan di luar casing, psi. Gambar 3.30 Beban Burst Pada Surface Casing b)Beban Collapse Pada surface casing umumnya penyemenan dilakukan sampai permukaan. Tinggikolomsemeninimemberikanbebancollapsepadacasingyangbesarnya sama dengan tekanan hidrostatik semen. Karenakedalaman surface casing relatif dangkal,lostcirculationyangterjadidapatmemungkinkankolomlumpurturun hingga di bawah kaki casing,ini berarti bahwa di dalam casing kosong, tidak ada fluidayangmembantucasingmenahancollapse.Kondisisepertiinimerupakan kondisi terburuk beban collapse untuk surface casing. Gambar 3.31 Beban Collapse Pada Surface Casing 3.3.2.5.2. Intermediate Casing a.Beban Burst Beban burst di dalam intermediate casing dibentuk oleh dua macam fluida yaitulumpurterberatyangakandigunakandangas.Denganmenggunakan densitas lumpur terberat dalam perhitungan maka berarti tekanan hidrostatis pada casinglebihbesar,sehinggadiharapkandapatdiperolehcasingdengankwalitas yang paling kuat. Beban burst pada intermediate casing dapat dilihat pada Gambar 3.32. Gambar 3.32 Beban Burst Pada Intermediate Casing Keterangan gambar : Li= panjang intermediate casing, ft Hm= tinggi kolom lumpur terberat, ft. Hg= tinggi kolom gas, ft f= densitas fluida, ppg. Pe= tekanan di luar casing, psi. C= resultan = A BD= garis desain = C x desain factor. B= batas tekanan maksimum untuk intermediate casing. - Di Permukaan Ps = PBOP - Di Kaki Casing IP = 0.052 (Gfr + 1) D..(3-54) IP = 0.052 (Gfr + 1) Li.....(3-55) Dengan : Ps= tekanan di permukaan, psi. Gfr= gradient tekanan rekah, ppg Li= panjang intermediate casing, ft D= kedalaman, ft IP= tekanan injeksi, psi Dengan kedua batasan tekanan maksimum tersebut akan ditentukan berapa tinggikolommasingmasingfluidasehinggamemberikanbebanburstyang terbesar. Untuk lumpur dan gas yang berada di dalam intermediate casing, maka : Hm + Hg = Li Dengan : Hm= tinggi kolom lumpur terberat, ft. Hg= tinggi kolom gas, ft. Dengan menganggap gradient hidrostatis gas sebesar 0.115 psi/ft, maka : IP = Ps + 0.0052 (Gfr + 1) Li ......(3-56) 0.0052 (Gfr + 1) Li = (0.052 m Hm) + (0.115 Hg)(3-57) Persamaandiatasmerupakanpersamaandenganduavariableyangtidak diketahui (Hm dan Hf), sehingga ( )mm fr 0.052 0.0052Li 0.0052 Ps Li 1 G 0.0052Hg +=...(3-58) Terdapatduakemungkinankedudukankolomgasdanlumpurdidalam casing. Pertama kolom gas berada di atas dan lumpur di bawah, kedua kolom gas berada di bawah dan kolom lumpur di atas. Dari dua kemungkinan tersebut dapat dilihatdenganjelasbahwakemungkinankeduamemberikanbebanburstyang palingbesar.Dalamperhitunganmakakemungkinankeduayangdipakai. Sebagaimanadiketahuidiluarcasingjugaterdapattekananyangmembantu casing dalam menahan beban burst minimal sebesar gradient hidrostatis air asin = 0.465 psi/ft, jadiPe = 0.052 f Li...(3-59) b.BebanCollapse Bebancollapsepadaintermediatecasingterdiriatastekananhidrostatik lumpursaatcasingdipasangdantekananhidrostatissemen.Secarakeseluruhan ditunjukan oleh garis OP1P2 pada Gambar 3.28. P1 = 0.052 m1 Lme....................................................................................(3-60) Dan P2 = 0.052 (m1Lme + s Hs).(3-61) Kondisiterburukterjadiapabilalumpurterberatmengalamilost circulation, sehingga kolom lumpur dalam casing akan berkurang. Lost circulation terjadiantaralainkarenaturunnyagradienttekananformasi.Tetapiperludiingat bahwabatasminimumgradienttekananformasiadalahsebesargradienttekanan hidrostatis air asin, atau sebesar 0.465 psi/ft. Karena pada metode maksimum load selalumencarikondisiterburukuntuksetiappembebanan,makadianggap gradienttekananformasiturunsampaikebatasminimumnyaini.Padainterval kedalamanlubangyangbelumdicasingdapatdipahamibahwatekananformasi terkecil akan berada tepat di bawah kaki casing. Sehingga kolom lumpur terberat dalam casing akan turun sampai terdapat kesetimbangan anatar tekanan hidrostatis lumpurdengantekananformasidibawahkakicasing.Dengandemikianhalini akan memberikan tinggi kolom lumpur tersisa (Lm2) di dalam casing yang paling kecil. Jadi tekanan formasi minimum pada kaki casing : P sub 3 = 0.465 D2(3-62) Dan tekanan hidrostatis lumpur terberat pada kakicasing setelah lost adalah : P3= 0.052 m Lm2.(3-63) m22 2 m23 0.052D 0.465 D 0.052D=...(3-64) 2m33D8.9421 D((

= .(3-65) dimana : D2 = kedalaman kaki casing, ft D3 = kedalaman puncak kolom Lumpur terberat adalah setelah lost, ft Gambar 3.33 Beban Collapse Pada Intermediate Casing 3.3.2.5.3.Production Casing a.Beban Burst Padaproductioncasingperhitunganbebanbursttidaklagididasarkan kepada kondisi saat sumur mengalami kick, dan dengan demikian batasan tekanan maksimum di permukaan dan di kaki casing tidak dipergunakan. Karenapadatahapinisumurtelahberproduksi,makapembebananpada casingdiakibatkanpulaolehmasalahyangtimbulketikasumurtersebut berproduksi.Padasumurproduksiumumnyaruangantaratubingdengan production casing diisi oleh suatu cairanyang biasa dikenal dengan packer fluid. Densitaspackerfluidinisamadengandensitasfluidayangterdapatdiluar productioncasing(airasin)atausekitar9ppg.Dengandemikianpadakondisi normaltekananhidrostatiskeduafluidapadacasingakansalingmeniadakan, sehinggacasingtidakmenerimabebanburstmaupuncollapse.Kondisiterburuk untuk burst adalah apabila terdapat kebocoran pada pipa tubing dekat permukaan danmengakibatkanfluidaproduksi,diambilcontohgasakanmasukkedalam packer fluid. Denganmengabaikankehilangantekanandisepanjangtubingmaka tekanangastersebutpadapackerfluiddipermukaansamadengantekanandasar sumur. Beban burst pada production casing ditunjukkan oleh garis (a). Tekanan di permukaan : Ps = BHP......(3-66) Pcs = Ps + 0.052 Pf Lpd.(3-67) Dimana :BHP= tekanan dasar sumur, psi. Pcs = tekanan di kaki casing, psi. pf= densitaspacker fluid, ppg. Lpd= panjang production casing, ft Umumnyadensitaspackerfluiddipakaiyangringanagartidak menimbulkanbebanburstyangbesarpadakakicasing.Tekanandiluarcasing sebagaimana diketahui adalah minimal sebesar tekanan hidrostatis air asin. Pe = 0.052 f . Lpd...(3-68) Gambar 3.34 Beban Burst Pada Production Casing Keterangan gambar : THP= Tubing Head Pressure, psi. PF= densitas packer fluid, ppg F= densitas fluida, ppg. Ps= tekanan di permukaan, psi. Pe= tekanan di luar casing, psi. a= beban burst, psi. b= tekanan di luar casing, psi c= resultan = a bd= garis desain = c x desain factor b.Beban Collapse Sepertipadaintermediatecasingmakabebancollapsepadaproduction casingjugaterdiriatastekananhidrostatislumpursaatcasingdipasangdan tekananhidrostatissemendiannulus.PadaGambar3.30.bebancollapse ditunjukkan oleh garis OP1P2. Gambar 3.35 Beban Collapse Pada Production Casing Keterangan Gambar : m = densitas lumpur saat casing dipasang, ppg s= densitas semen, ppg. Lm = tinggi kolom lumpur, ft. Hs= tinggi kolom semen, ft. D= kedalaman, ft. P= tekanan, psi. Dimana : P1 = 0.052 m Lm(3-69) Sebagaimanadisebutkanpadasubbabsebelumnya,ruangantaratubing dengan production casing diisi oleh packer fluid. Kondisi terburuk terjadi apabila penyekat di dasar sumur bocor sehingga seluruhkolom packerfluid menghilang. Dandengandemikiancasingmenahanbebancollapsetanpamendapatbantuan tekanan dari dalam. Pada Gambar 3.29. karena di dalam casing kosong, maka :OP1P2= resultan (a) Garis desain (b) = a x desain factor. 3.4.5.1. Beban Tension Bebantensionsebagaimanadiketahuiadalahbebandariberatrangkaian casingyangdigantungdidalamsumur.Tetapidenganadanyalumpurdidalam sumurtersebutakanmemberigayaapungterhadapcasing,sehinggaberatcasing didalamlumpurlebihringanbiladibandingkandenganberatlumpurdiudara. Akibatlaindariadanyagayaapunginiadalahbahwapadasebagaianrangkaian casingtepatnyapadabagianbawahcasingberadapadakondisicompressivedan selebihnyadalamkondisitension.Titiknetralmerupakantitikpadarangkaian casingyangtidakberadadalamkondisikompressimaupuntension.Distribusi beban tension pada rangkaian casing dapat digambarkan sebagai berikut. Untukbebantensiondipermukaandapatdigambarkandalambentuk persamaan sebagai berikut : Ts = W1 + BF1 + W2 + BF2 + W3 + BF3.(3-70) Titiknetralsebagaimanadijelaskandiatasadalahtitikpadarangkaiancasing dimanabebanaxialsamadengan0(nol).Letakkedalamantitiknetraldapat ditentukan dengan persamaan berikut : 1111D x WBFD Tn = .....(3-71) DenganTnadalahletakkedalamantitiknetraldalamft.untuk mendapatkan garis desain tension maka dilakukan sebagai berikut : 1.Tambahkanpadagarisbebantensionbebanoverpullsebesar100.000lbs. Overpullmerupakanfactorkeamanan,apabilarangkaiancasingterjepit sehingga diperlukan gaya tambahan untuk melepasnya. 2.Kalikangarisbebantensiondengandesainfactor1.6makagarisdesain tensiondipilihmanayangmemberikanhargalebihbesardiantarakeduanya. Pada Gambar 3.31 : a = garis beban tension b.= garis beban tension + 100.000 lbs. c. = garis beban tension x 1.6 Pada gambar tersebut b dan c berpotongan sehingga garis desain tension adalahyangbercetaktebal.Garisdesaintensiondipergunakanuntukmenguji bodyyieldstrengthdanjointstrengthcasingyangdipakai.Selainitujugaakan dipakai dalam perhitungan beban biaxial. 3.4.5.2. Beban Biaxial Pengaruhbebanbiaxialterhadapcasingsepertiyangditunjukanoleh Gambar4.32.dapatditerangkansebagaiberikut,misalnyaterdapatsuatu rangkaiancasingdenganburstdancollapseratingtertentudanberadadidalam lumpur, maka pada casing bagian atas tension akan menyebabkan kenaikan bursrt rating dan penurunan collapse rating. Sedangkan pada bagian bawah compression akanmenyebabkanpenurunanburstratingdanmenaikancollapseratingsuatu casing pada beban tension tertentu dapat ditempuh dengan cara sebagai berikut : 1.Tentukan factor beban biaxial Strength Yield Body ion Beban tensX = ....(3-72) 2.Masukan harga X ini ke dalam Gambar 3.32. dan tentukan factor collapse strength Y. 3.MakacollapseratinghasilkoreksiterhadapbebantensionadalahYx Collapse Rating.3.3.3. Semen Pemboran 3.3.3.1. Fungsi Penyemenan 1.Primary Cementing Primarycementingadalahprosespenyemenanyangdilakukansegera setelah casing dipasang. Di dalam primary cementing ini, pertimbangan teknis dan ekonomis tidak dapat dikesampingkan. Tujuan dari primary cementing adalah : a.Memisahkanlapisanyangakandiproduksidenganlapisanlapisanyang lainnya. b.Mencegahterjadinyaaliranfluida(air,minyakataugas)darisatulapisanke lapisan yang lain. c.Memberi kekuatan pada lapisan yang lemah. d.Melindungi casing dari korosi. e.Melindungi casing terhadap tekanan dari luar. f.Memberi kekuatan pada casing. g.Mencegah terjadinya blow out dari annulus. Primarycementingyangburukdapatmenyebabkansemengagal mengisolasizonazonayangdiinginkan.Kegagalaninimemberipengaruhpengaruh : 1.Stimulasi yang tidak efektif. 2.Kesalahan dalam evaluasi reservoir. 3.Adanya hubungan dengan fluida yang tidak diinginkan. 4.Pengangkatan fluida yang berlebihan. 5.Akumulasi gas di dalam annulus. 2.Secondary Cementing Secondarycementingadalahpenyemenantahapkeduasetelahprimary cementingdiaksanakan.Penyemenantahapkeduainibersifatmemperbaikidan membantupenyemenantahappertamakarenapenyemenannyakurangsempurna. Secondary cementing merupakan proses pendorongan bubur semen dibawah suatu tekanantertentukedalamruangkosong,sepertiperforasi,rekahan,celah dibelakangcasing,maupunzonayangporous.Operasiinibanyakdilakukan dalam pekerjaan complesi dan work over dengan tujuan : 1.Untuk mengontrol GOR tinggi, dengan membatasi zona minyak dengan zona gas. GOR ini perlu dikontrol untuk memperbaiki produksi minyak. 2.Untukmengotrolproduksiairataugasyangberlebihan.Zonaairataugas biasanya dapat di squeeze untuk memperkecil intrusi air atau gas. 3.Memperbaiki kebocoran casing, semen dapat diselipkan melalui lubang akibat korosi pada casing. 4.Untuk menyekat zona lost circulation. 5.Untuk mencegah migrasi fluida lain kedalam zona yang diproduksikan (block squeezing). 6.Untukmengisolasizona-zonapermanentcompletion.Halinilazim dipraktekandibeberapaarea.Setelahsuatusumurdenganbanyakzona produksi, kemudian dipasangi pipa dan masingmasing zona diisolasi dengan semen. 7.Untuk memperbaiki primary cementing, persoalan yang dihasilkan adalah dari adanyachanneling.Penyemenanyangtidakmencukupipadaprimary cementing seringkali dapat diatasi dengan secondary cementing. 8.Untukmenutupperforasilama,atauzonaproduksipadaopenhole completion. 3.3.3.2. Macam - Macam Penyemenan 3.3.3.2.1. Primary Cementing Padaprimarycementing,semenditempatkandisekitarcasing(diluar casing)untukmengikatkancasingdenganformasi.Sebagaicontohperencanaan penyemenan konstruksi sumur adalah seperti pada Gambar 3.33. Volumeannulusdihitunguntukmenentukanjumlahsemenyang diperlukan untuk melakukan operasi penyemenan. Perhitungan ini memungkinkan servicecompanyuntukmenentukantotalwaktuyangdiperlukanuntuk mencampur dan memompakan semen serta mendorongnya ke dalam annulus. Caliperlogharusdirundanvolumesemenharusdisesuaikan memompakan semen serta mendorong ke dalam annulus. Caliper log harus di run danvolumesemenharusdisesuaikandenganukuranlubangyangsebenarnya. Untukmenghitungsemen(slurry)yangdiperlukandapatdihitungdengan persamaan : ( ) | | h di H do Do Ki4Vb2 2 2+ = ......(3-73) dimana : Vb = volume slurry yang dibutuhkan D= diameter lubang bor, in do= diameter luar casing, in. di= diameter dalam casing, in H= tinggi zona yang disemen, ft. h= panjang shoes, ft. ki= safety factor. Gambar 3.37 Profil Penyemenan Casing Pada Suatu Sumur Atau dapat pila dihitung volume annulus sebagai berikut : Vo = 0.5454 (D2 do2)....(3-74) Vo di atas mempunyai satuan cuft/100 ft, bila dijadikan bbl/ft menjadi : Vo = 0.09714 (D2 do2) .(3-75) Sedangkanuntukmenentukanjumlahsemenkeringyangdibutuhkandapat direncanakan dengan rumus : ( )Da DsDa DbB BB B Bdsq = ....(3-76) dimana : q= Banyaknya semen kering yang dibutuhkan, cufft atau m3 BDs = Berat semen kering. BDb= Berat jenis slurry BDa= Berat jenis air. Untuk menghitung total waktu yang diperlukan untuk penyemenan adalah sebagai berikut : Tp = T1 + T2 + T3..(3-77) Dimana : T1= waktu untuk pemompaan slurry T2= waktu untuk pemompaan spencer T3= waktu pemasangan peralatan Dalam menentukan tinggi kolom semen di annulus digunakan temperature surveypadabeberapajamsetelahpenyemenan.Temperaturesurveydapat digunakankarenasementersebutmengeluarkanpanashidrasi.Selainitudapat jugadigunakanratiocativetracersurvey,soniclog,gammaraydensitylogdan sebagainya.Denganperhitungandapatdicaritinggikolomsemendengan persamaan : ( ) Wm Wc 0.052Pf PsH= ....(3-78) dimana : H= tinggi kolom semen, ft Ps= tekanan dorong pompa di permukaan, psi Pf= tekanan friksi, psi Wc= densitas slurry, ppg Wm= densitas Lumpur, ppg 3.3.3.2.2. Squeeze Cementing Padasqueezecementing,semendidorongolehtekanan.Squeeze cementing dibagi menjadi dua, yaitu squeeze cementing dengan high pressure dan dengan low pressure. Di dalam high pressure, casing sering tidak kuat menahan tekanan, karena ituperludiberikantekananimbanganpadaannulusdrillpipecasingdiatas packer,karenapadaoperasiinidipasangpackeruntukmengarahkantekananke formasi. Tekanan yang harus dikerjakan dapat dihitung dengan persamaan : PB = Ps + Pc + 0.052 D (Wc Wm)...(3-79) Persamaaninimenunjukanbahwatekanandiannulus(PB)diataspacker ditambah collapse pressure casing yang diijinkan (Pc) harus sama dengan squeeze pressuredipermukaan(Ps)ditambahdengandeferensialolehsemen(Wc= density semen, ppg dan Wm = density lumpuir, ppg). D adalah kedalaman packer, ft. Tekanan untuk mengimbangi yang diperbolehkan adalah : PBmax = 0.8 PB 0.052 D (Wc Wm)...(3-80) Selamaoperasipenyemenan,kadangkadangterjadipengangkatancasing ke permukaan. Kondisi ini akan terjadi apabila : a)Casing yang digunakan sangat ringan. b)Casing yang digunakan pendek. c)Diameter casing terlalu besar. d)Densitas semen terlalu tinggi. e)Displacement fluida dengan density rendah. f)Tekanan fraksi annulus tinggi. g)Bridging di annulus. h)Terjadi back pressure. Pada kondisi 2 sampai 5 biasanya ditemui pada saat penyemenan surface casing atau conductor casing. Gaya angkat ini dapat dihitung dengan persamaan : ^F = (Ph x A) (Wc Wd)..(3-81) Pada saat pemompaan : ^F = {(Ph x A) + (Pp x A)} (Wc + Wd)(3-82) Dimana : Ph= tekanan hidrostatis fluida sumur. ^F= deferential pressure, psi. A= luas penampang annulus, m2 Wc = berat casing, lb Wd = berat fluida dalam casing, lb Pp= tekanan pompa, psi Jika ^F bernilai positifmaka casing tersebut permanent atau dapat diset padaformasi.Dengandemikianpengaturanpompadiatursedemikianhingga dapat mengatasi hal tersebut. 3.3.3.2.3. Plug Back Cementing Plugbackcementingdirencanakanuntukopenholecompletiondengan alasan dan pertimbangan : 1.Untuk sumur abondenmen. 2.PemasanganwhipstockmenggunakanOttawacementpluguntuk menutupzonacrookeholeatauterdapatfishdimanawhipstockakan diset-kan dengan mantap. 3.Penempatan plug semen di muka zona loss. 4.Shutt-off untuk zone air. Cementingplugdilakukandenganpemompaanslurrymelaluidrillpipe atautubingyangterbukaujungnya.Semenplugditempatkandisumurdengan membuatimbanganpadakolomfluidanya,yaitumembuatkolomslurryyang sama tingginya dengan fluida yang sedang didorong di dalam dan di luar drill pipe atau tubing tersebut. Teknikpenyemenaninidigunakanklepbackpressureagarsementidak mengalirbalik.Setelahpendorongansemenpadaratemaksimal(lebihcepatdari kecepatanplugflow),drillpipediangkatsecaralambatsamapaikepuncakplug dansemenataububursemenyangkelebihandireserved-out-kan.Dengan demikian thickening time semennya dapat lebih cepat.3.3.3.3.Klasifikasi Semen Pemboran MenurutAPIsemendapatdiklasifikasikandalambeberapagolongan, yaitu : - Class A:digunakan dari permukaan sampai 6000 ft. - Class B:digunakandaripermukaansampai6000ftuntukkeadaan dimanadiperlukansulfateresistanceyangmoderatsampai tinggi. - Class C:digunakandaripermukaansampaiuntukkeadaanyang memerlukan high early strength. - Class D:digunakandarikedalaman6000100000ftdankondisi dengan temperature dan tekanan tinggi. - Class E:digunakandarikedalaman600014000ftuntukkondisi dengan temperatu dan tekanan tinggi. - Class F:digunakandari1000016000ftuntukkondisidimana tekanan dan temperature yang sangat tinggi. - Class G:digunakansebagaidasarpenyemenanmulaidaripermukaan sampai8000ftsesuaidenganperbuatannya,tetapidapat digunakanuntukkondisikedalamandantemperaturyang rangenyabesar,asalkanditambahkanacceleratordan retarder. 3.3.3.4. Sifat Fisik Semen Pemboran Sifatsifat semen yang perlu diketahui demi kelancaran operasi pemboran dan optimasi di dalam pemakaiannya adalah sebagai berikut : 1.Strength Darisegiteknis,strengthsemendiharuskanmemenuhisyaratsyarat: menahanpipaselubung,mengisolasizonazonapermeable,menahangocangangoncanganpemborandanmemberikankekuatanyangcukupsetelahadanya kontaminasi lumpur. 2.Water Cement Ratio WaterCementRatio(WCR)adalahperbandinganantarajumlahsemen dan air yang dicampurkan untuk mendapatkan sifat campuran semen (slurry) yang diharapkan. Makinkecilbutiransemen(makinbesarsurfaceareanya),makasemakin besar pula kekuatan permulaannya atau waktu pemompaan (thickening time) akan makin pendek.3.Densitas Umumnyadensitasdibuatsamadengandensitaslumpurpadasaat penyemenan,yangdimaksudkanagartetapdapatmengimbangitekananformasi daribawahdanjugatidakterjadilostcirculation.Untukmengurangidensitas semenditambahkanzatzatbentonite,expandedparlitedieseldanlainlain,dan untuk menambah densitas semen biasanya ditambahkan barite, ilmenite atau pasir. 4.Thickening Time Slurryharustetapcairagardapatdipompakansampaiditempatdimana semenharusmengerasdalamwaktuyangditentukanpula.Thickeningtimeini adalah waktu yang diperlukan bagi bubur semen untuk mencapai consistency 100 poise,yangdianggapsebagaibatasdimanasemenmasihdapatdialirkan.Dalam hidrasinya semen makin lama akan semakin mengeras dan naik viscositasnya. 5.Filtrasi Hilangnyacairan(waterloss)akanterjadipadasemenapabilabubur semenbertemudenganzonazonapermeable.Karenahalinimakabubursemen akanmengalamikehilangancairan(dehidrasi)yangdisebutdenganflashset. Untukmencegahterjadinyafiltrationlossseringditambahkanbentonitepadabubur semen.6.Permeabilitas Karenasemenjugadigunakanuntukpemisahanzonazonadibelakang selubung,makapermeabilitasnyaharussekecilmungkin.Adanyaairyang berlebihan dapat menyebabkan permeabilitasnya besar. 7.Perforasi Perforasidilakukanpadasaatsemenmasihagakbasah,karenaapabila dilakukanpadasaatsemensudahkerasakandapatmengakibatkanpecahnya semen.Makinrendahkekuatansemen(strength),makaakansemakinbaikpula hasil perforasinya. 8.Korosi Adanyaformasiformasiairasin/tanahdapatmenyebabkanrusaknya semen karena air asin/tanah mrngandung Na2SO4, MgSO4 dan MgCl2. Temperatur yang tinggi dapat menahan serangan garam garam ini. 3.3.3.5. Komposisi dan Pembuatan Semen Padapenyemenandiperlukanzatzattambahanuntukmendapatkansuatu sifat khusus yang diharapkan dapat sesuai dengan kondisi lubang bor. Zat additive adalahbahanselainairdansemenyangditambahkanpadabubursemenyang digunakanuntukmemberikanvariasiyanglebihluaspadasifatsifatsemen. Adapun fungsi additive adalah sebagai berikut : 1.Mempercepat dan memperlambat (retarder) pada waktu pengerasan. 2.Memperbesar kekuatan semen. 3.Menaikkan densitas. 4.Menaikan volume bubur semen. 5.Mengurangi kehilangan sirkulasi 6.Mengurangi kehilangan fasa cair. 7.Memperbesar daya tahan. 8.Memperkecil kekentalan. Darisifatsifatnya,makaadditivedapatdibedakanmenjadibeberapabagian, yaitu: a.Extander Extenderadalahjenisadditiveyangdipakaiuntukmenambahkanvolume bubuursementiapsaksemen,sehinggayielddariairnaikkarenaadanya penambahan air ini maka extender juga berpengaruh terhadap penurunan densitas. Beberapakeuntunganpenggunaanextenderadalah:membuatbubursemenlebih murah, menambah yield, kadangkadang mencegah filtration loss dan mengurangi densitas bubur semen. Bubur semen ditambah additive ini adalah dari kelas semen A,B,GatauH,karenamempunyaidensitaslebihdari15lb/gallon,makadapat dikurangi dengan menambahkan air dan extender. Penggunaan additive ini ketika melakukan penyemenan dengan kolom semen yang panjang pada annulus. b.Accelerator Bubursemenditambahkanacceleratordigunakanuntukpenyemenan daerahyang dangkal, dimana fungsi dari additive ini adalah mempercepat waktu pengerasan semen dan menambah kekuatan semen. c.Retarder Retarderadalahadditivesemenyangdipakaiuntukmencegahcepatnya pengerasan semen. d.Heavy weight additive Merupakanmaterialyangdigunakanuntukmenaikkandensitasbubur semen.Penambahaniniseringdilakukanjikaselamaoperasipemboran menemukan tekanan yang tinggi. e.Additive untuk mengotrol lost circulation Additiveiniditambahkanuntukmencegahmasuknyabubursemenke dalamformasi.Adapuncarauntukmencegahlostcirculationituadalahdengan mengurangi densitas bubur semen dan menambah material yang berfungsi sebagai sumbat daerah lost circulation. f.Filtration control additive Fungsiutamadariadditiveiniadalahmengontrolaliranairdaribubur semenmasukkedalamformasi,mencegahdehidrationyangbelumtepat, melindungi formasi yang sensitive terhadap air filter semen. g.Cement dispersant atau friction reducer Additiveinibergunauntukmemperbaikisifatsifataliranbubursemen, karenapenambahanzatinidapatmenurunkanviskositasdandapatdipompakan secaraturbulendengantekananrendah,sehiggatenagapompayangdigunakan kecil, yang dapat menghindari terjadinya lost circulation dan dehidration. 3.4.Problem Pemboran OperasiPemboranyangtelahdirencanakandenganmatangtidakselalu berjalan dengan baik, terkadang dijumpai hambatan dalam operasi pemboran. Ada beberapaproblemyangmenghambatoperasipemborantersebut.Problem-problemyangberhubungandenganpemboranbiasanyadisebabkankarena ganggauanterhadaptegangantanah(earthstress)disekitarlubangboryang disebabkan oleh pembuatan lubang itu sendiri dan adanya interaksi antara lumpur pemborandenganformasiyangditembus.Problempemborantersebutharus ditanganidengancermat.Problempemborandapatdiklasifikasikandalamempat bagian dasar, yaitu :3.4.1.Problem Shale Shale(serpih)adalahbatuan