Lumpur PemboranDefinisi: campuran fluida yang komplek efinisi:
yang terdiri atas zat kimia dan padatan yang secara terus menerus
dipompakan dan disirkulasikan dari mud pits dgn tekanan tinggi ke
lubang sumur melalui drill string dan kembali ke permukaan melalui
annulus selama proses pemboran.
Fungsi lumpur pemboran :
Mengangkat cutting dari dasar sumur Melumasi drill string
sehingga bisa mengurangi panas yang diderita Mendinginkan bit dan
drill string Memberikan informasi tentang lubang ke permukaan,
kemungkinan adanya oil show Mengontrol tekanan hidrostatik Mencegah
terjadinya collapse dari dinding sumur, dll.
Lumpur pemboran terdiri atas tanah liat (clay), air atau minyak,
bahan-bahan kimia, gas, bahanudara, ataupun busa deterjent
tergantung pada keadaan formasi yang sedang ditembus oleh bit
pemboran.
Istilah lumpur pemboran: Oil base : fluida yang digunakan berupa
oil yang sudah diolah (mempunyai sifat aniline number yang tinggi,
flash point yang tinggi, tinggi, pour point yang rendah). Pemakaian
oil base rendah) mud akan menyulitkan dalam mengetahui oil show
tapi dilakukan untuk menghindari damage yang diakibatkan proses
drilling.
Water base : fluida pelarutnya adalah air. Emulsion mud.
Zat padat yang digunakan :
Reactive solid : padatan yang bereaksi dgn zat cair lumpur
sehingga menjadikan kental. Contoh : bentonite dgn air tawar dan
bila air laut (+ attapulgite) attapulgite). Inert solid : padatan
yang tidak bereaksi dgn zat cair lumpur dan akan menambah berat
jenis lumpur. Contoh : barite, galena, ilemanite dan ottewa
sand.
Zat kimia yang digunakan tergantung dari formasi yang sedang
ditembus oleh bit.Fungsi : mengontrol sifat-sifat dari lumpur dan
sifatmenurunkan viskositasnya. Contoh : spersene, solid acid phyro
phosphate, sodium tetra phosphate, quebbracho, mythan, lignite,
alkaline tannate, bentonite, chrome lignite, attapulgite, kapur
semen dan minyak serta zat-zat lainnya. zat-
1. Fasa Cair Dapat berupa air atau minyak. Tujuh puluh lima
persen pemboran menggunakan air. 2. Reactive Solid Padatan ini
bereaksi dengan sekelilingnya untuk mmbentuk koloid. Biasanya clay
(bentonite) mengisap air taar dan membentuk lumpur 3. Inert Solid
Dapat berupa barite yang berfungsi untukmenaikkan densitas lumpur
4. Fasa Kimia Zat kimia yang merupakan bagian dari sistem yang
digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur
EMPAT KOMPONEN LUMPUR
SIFAT-SIFAT LUMPURA. Densitas Lumpur Densitas lumpur bor
merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting karena
peranannya berhubungan secara langsung dengan fungsi lumpur bor
sebagai penahan tekanan formasi. Apabila densitas lumpur bor
terlalu besar maka akan hilang ke formasi (lost sirculation),
sedangkan densitas yang terlalu kecil maka akan menyebabkan
terjadinya kick bahkan blow out (sembur liar). Alat untuk mengukur
densitas lumpur adalah mud balance
B. Viskositas Viskositas didefinisikan sebagai kemampuan lumpur
untuk mengalir dalam suatu media. Satuan viskositas centipoice (cp)
Alat yang digunakan untuk menentukan viskositas adalah Marsh Funnel
atau Van FG Viscosimeter
Marsh Funnel
Van FG Viscosimeter
C. Gel Strength Kemampuan lumpur untuk membentuk gel (agar-agar)
yang sangat berguna pada saat round trip (pergantian pipa). Gel
strength merupakan salah satu indikator baik-tidaknya lumpur
pemboran Gel strength merupakan ukuran gaya tarik menarik partikel
lumpur yang statik. Alat untuk mengukur gel strength adalah Van VG
Viscosimeter
Van FG Viscosimeter
D. Fitrasi dan Mud Cake Ketika terjadi kontak antar lumpur
pemboran dengan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak
sebagi saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel
kecil melewatinya. Fluida yang hilang disebut filtrate, sedangkan
partikel-partikel besar yang berada di sisi lubang disebut sebagai
mud cake Mud cake yang tipis akan merupakan bantalan yang baik
antara pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud cake yang tebal
akan menjepit pipa pemboran sehingga sulit diputar dan diangkat.
Filtrat yang terlalu banyak menyusup ke pori-pori batuan dapat
menimbulkan damaged pada formasi.
Alat untuk mendiagnosis filtration loss dan mud cake adalah HPHT
(High Pressure High Temperature)
HPHT filter press measure filtration rate and filter cake
thickness at higher differential pressures and temperatures
CONDITIONING AREA
Tercampurnya serpihanserpihan formasi (cutting) ke dalam lumpur
pemboran akan mempengaruhi operasi pemboran. Serpihan pemboran akan
menaikan densitas lumpur yang disirkulasikan. Bertambahnya densitas
akan menambah beban pompa, oleh karena itu lumpur pemboran harus
mengalami pembersihan setiap saat.Pengangkatan Cutting
Shaker
Penggunaan screen (saringan) untuk problematika padatan yang
terbawa dalam lumpur menjadi salah satu pilihan dalam solid control
equipment. Solid/padatan yang mempunyai jari-jari yang lebih besar
dari jari-jari jarijariscreen akan tertinggal/tersaring dan
dibuang, sehingga jumlah solid dalam lumpur bisa terminimalisasi
JariJari-jari screen di set agar polimer dalam lumpur tidak ikut
terbuang Kerusakan screen bisa diperbaiki dan diganti Hasil
pengamatan menunjukan bahwa kualitas cutting yang tersaring dalam
system Glydril MC jauh lebih baik dari pemboran dengan water base
mud
Desilter
Penggunaan desilter dan mud cleaner harus dioptimalisasi oleh
beberapa faktor seperti : berat lumpur, biaya fasa liquid,
komposisi solid dalam lumpur, biaya fasa liquid, biaya logistik
yang berhubungan dengan bahan kimia dan lainlainlain Biasanya berat
lumpur yang dikehendaki sekitar 10,8 biasanya lebih praktis dengan
menggunakan mud cleaner dibandingkan dengan penyaringan dengan
screen terkecil. Selain itu penggunaan mud cleaner lebih praktis
juga lebih murah
Hydrocyclone desander desilter* Pressure drop * Diameter * No
moving parts * Low cost
Degasser Berfungsi sebagai alat pembersih gas yang ikut masuk
dalam sistem lumpur. Alat ini sangat berfungsi pada saat pemboran
menembus zona permeable, yang ditandai dengan pemboran menjadi
lebih cepat, densitas lumpur berkurang dan volume lumpur pada mud
pit bertambah.
DEGASSER
CentrifugeSeperti hanya pada desilter/mud cleaner, penggunaan
centrifuge di set pada berat lumpur, besarnya fasa liquid dan
komposisi solid yang masih diperlukan di lumpur. Berat lumpur
meningkat maka volume handling dari centrifuge akan menurun dan
sebaliknya.
Use? Decanting Centrifuge
Schematic of Rig Circulating System for liquid drilling
fluid
JENIS-JENIS LUMPUR PEMBORANI. Fresh Water Mud (Lumpur Air Tawar)
A. SPUD MUD Digunakan untuk membor formasi bagian atas bagi
conductor casing. Fungsi utamanya mengangkat cutting dan membuka
lubang di permukaan. Volumenya biasanya sedikit dan dapat dibuat
dari air dan bentonite B. NATURAL MUD Natural mud dibentuk dari
pecahan cutting dalam fasa cair, sifat-sifatnya bervariasi
tergantung dari formasi yang dibor. Umumnya lumpur jenis ini
digunakan untuk pemboran surface casing. C. BENTONITE-Treated MUD
Mencakup sebagian besar dari tipe-tipe lumpur air tawar, Bentonite
adalah material yang paling umum digunakan untuk membuat koloid
inorganis untuk mengurangi filter loss. D. PHOSPHATE-Treated MUD E.
RED MUD, dan lain-lain
II. Salt Water Mud Lumpur ini digunakan terutama untuk membor
garam massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan kubah garam)
dan kadang-kadang jika ada alian air garam yang terbor. Filtral
lossnya besar dan mud cake-nya tebal jika tidak disertai organic
koloid lain. Jenis-jenis lumpur ini antara lain : A. Undersaturated
Salt Water Mud Berupa air laut yang digunakan untu membor ditambah
dengan bahan koloid lain. B. Saturated Salt Water Mud Fasa cair
lumpur ditambah dengan larutan garam (NaCl). Lumpur ini juga dibuat
dengan mnambahkan air garam yang jenuh untuk pengenceran dan
pengaturan volume. C. Sodium Sillicate Mud Mengandung 65%
Na-Sillicate dan 35% garam lain. Dikembangkan untuk pemboran yang
menembus heavy shale.
III. Oil in Water Solution Mud Pada lumpur ini, minyak merupakan
fasa tersebar dan air sebagai fasa kontinu. Semua minyak (crude)
dapat digunakan tetapi lebih baik bila digunakan minyak refinery
(refinery oil) yang mempunyai sifat sebagai berikut : - uncracked,
(tidak terpecah-pecah molekulnya) stabil - Flash point tinggi,
untuk mencegah bahaya api - Aniline number tinggi (agar tidak
merusakan karet-karet dipompa dan sistem sirkulasi) -Pour point
rendah, agar dapat digunakan untuk macammacam temperatur
IV. Oil Base dan Oil Base Emulsion Mud Lumpur ini mengandung
minyak sebagai fasa kontinu. Komposisinya diatur agar kadar airnya
rendah (3 5%). Relatif lumpur ini tidak sensitif terhadap
kontaminan. Manfaat oil base mud didasarkan pada kenyataan bahwa
filtratnya adalah minyak sehingga tidak akan menghidratkan calay
atau shale yang sensitif. Baik untuk semua formasi.
Manfaat lainnya adalah pada saat komplesi dan workover sumur,
selain itu untuk melepaskan drill pipe yang terjepit dan
mempermudah pemasangan casing dan liner.
V. Gaseous Drilling Fluid Digunakan untuk daerah-daerah dengan
formasi keras dan kering. Dengan gas dipompakan ke dalam annulus
salurannya tidak boleh bocor. Keuntungan dengan cara ini adalah
penetration rate lebih besar, tetapi jika menembus formasi air akan
menyebabkan bit balling (bit terlapisi cutting) sehingga tidak
dapat menembus lagi.
Lumpur ini juga baik untuk komplesi dengan zona-zona pada
tekanan rendah.
PERHITUNGAN KAPASITAS LUMPURID Dp OD Dp OD Formasi
ID Dc OD Dc
Capacity = Area * Length
Suatu pemboran direncanakan akan menembus pada kedalaman 10.000
Ft. Data-data pipa yang direncanakan adalah sebagai berikut : -
Drill pipe Size : (ID = 4,5 in) dan (OD = 5 in) - Drill Collar Size
; (ID = 4,5 in) dan (OD = 7 5/8 in) - Drill Collar Length = 600 Ft
- Hole Size = 8,5 in Jika 1 Ft = 12 in dan konversi volume 1 in3 =
0.000103 BBL
Berapakah jumlah lumpur yang diperlukan selama operasi pemboran
tersebut berlangsung dengan safety factor lumpur 1,3 dari
perhitungan yang diperoleh ????
PENYEMENAN LUBANG BOR
Penyemenan
Penyemenan atau cementing adalah suatu suatu proses pendorongan
bubur semen ke dalam lubang sumur melalui casing menuju annulus
casing-formasi dan casingdibiarkan untuk beberapa saat hingga
mengering dan mengeras sehingga dapat melekatkan casing dengan
formasi. dengSemen : zat yang mampu mengeras didalam air.
Tujuan dari penyemenan casing adalah: Melekatkan casing dengan
formasi Mencegah terjadinya hubungan antar formasi Menjaga dari
tekanan formasi yang berlebihan Mencegah korosi Mengisolasi zona
berbahaya, agar pemboran dapat dilanjutkan.
Berdasarkan alasan dan tujuannya, penyemenan dapat dibagi dua,
yaitu : primary cementing dan secondary atau remedial
cementing.
Primary CementingPrimary sementing adalah penyemenan pertama
kali yang dilakukan setelah casing diturunkan ke dalam sumur. Pada
primary cementing, penyemenan casing pada dinding lubang sumur
dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen. Penyemenan
conductor casing bertujuan untukmencegah terjadinya kontaminasi
fluida pemboran (lumpur pemboran) terhadap formasi. Penyemenan
surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agar tidak
tercemar dengan fluida pemboran, memperkuat kedudukan surface
casing sebagai pemegang BOP, untuk menahan beban casing yang
terdapat di bawahnya dan mencegah terjadinya aliran fluida.
Penyemenan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan
formasi abnormal atau mengisolasi daerah lost circultion.
Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya
aliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi yang tidak
diinginkan yang akan memasuki sumur. Selain itu untuk mengisolasi
zona produktif yang akan diproduksikan
Secondary cementing : proses penyemenan untuk memperbaiki
penyemenan pertama yang tidak sempurna (terdapat celah-celah
celahyang tidak tersemen), menutup lubang tersemen) perforasi, dan
menutup formasi untuk membelokkan lubang pemboran. Untuk melihat
kualitas dari proses primer cementing dan secondary cementing
dilakukan dgn Cement Bond Log (CBL). CBL). Untuk mendapatkan
kualitas bubur semen yang baik maka perlu ditambahkan zat additif
yang sesuai dengan keadaan formasi. Secondary Cementing dibagi
menjadi tiga bagian : Squeeze Cementing, Re-Cementing Redan Plug
Back Cementing
Tujuan Squeeze Cementing :-Mengurangi water-oil ratio -Menutup
formasi yang sudah tidak produktif -Menutup zona lost circulation
-Memperbaiki kebocoran yang terjadi di casing -Memperbaiki primary
cementing yang kurang memuaskan
Tujuan Re-Cementing :Dilakukan untuk menyempurnakan primary
cementing yang gagal dan untuk memperluas perlindungan casing di
atas top semen.
Tujuan Plug Back Cementing : -Menutup atau meninggalkan sumur
(abandonment well)
-Melakukan directional drilling sebagai landasan whipstock
dikarekan adanya perbedaan compressive strength antara semen dan
formasi maka lubang akan berubah arahnya.
-Menutup zona air di bawah zona minyak agar water-oil ratio
berkurang pada open hole completion
SUSUNAN SEMENSemen tersusun atas: Tricalcium Silicate (CaOSiO2)
atau C3S yang berfungsi sebagai pemberi streng terbesar.
Dicalcium Silicate (2CaOSiO2) atau C2S yang mempunyai sifat
tidak tahan terhadap korosi dan sulfate. Tricalcium Aluminate
(3CaOAl2O3) atau C3A yang juga tidak tahan terhadap sulfat sehingga
disarankan untuk menggunakannya tidak lebih dari 3% sebagai
campuran dalam semen. Tetracalcium Alumino Ferite (4CaOAl2O3Fe2O3)
atau C4AF yang mampu memberikan memberikan panas hydrasi yang cukup
rendah.
PROSES PENYEMENAN
Normal Displacement Method Down the inside of the Casing Use two
wiper plugs Takes a long time . . . Large surface area exposed to
the cement.
Inner String Cementing Down the inside of the DP Use top wiper
plug Stab-in adapter Much shorter displ. time
Outside Cementing1. Down the inside 2. Small-dia. pipe outside
Cmt and gradually remove the pipes Alternative: Pipes attached (for
large pipes)
Drilling LinersLiners are commonly used to seal the openhole
below a long intermediate casing string to: 1. Case off the open
hole to enable deeper drilling. 2. Control water or gas production
3. Hold back unconsolidated or sloughing formations. 4. Case off
zones of lost circulation and/or zones of high pressure encountered
during drilling operations.
MultiMulti-Stage Cementing
Pump first stage Displace cmt. Open stage tool Pump second stage
Displace cmt Last plug closes tool
Cmt Mud
Cmt
BAD
GOOD
Before Squeeze
After Squeeze
Digest of Cementing Equipment and Mechanical
Digest of Cementing Equipment and Mechanical (Lanjutan)
Tieback liner showing sealing nipple
Liner and sealing nipple1. Reinforce the intermediate casing
worn by drilling. 2. Provide greater resistance to collapse stress
from abnormal pressures. 3. Provide corrosion protection. 4. Seal
an existing liner which may be leaking gas.
Delayed Set Cementing
Reverse Circulating Cementing
TERIMA KASIH
