Lumpur PemboranDefinisi: campuran fluida yang komplek 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 sumurMelumasi drill string sehingga bisa mengurangi panas yang dideritaMendinginkan bit dan drill stringMemberikan informasi tentang lubang ke permukaan, kemungkinan adanya oil showMengontrol tekanan hidrostatikMencegah terjadinya collapse dari dinding sumur, dll.

Lumpur pemboran terdiri atas tanah liat (clay), air atau minyak, bahan-bahan kimia, gas, udara, 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, pour point yang rendah). Pemakaian oil base 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). 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 menurunkan 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.

EMPAT KOMPONEN LUMPUR1. Fasa CairDapat berupa air atau minyak. Tujuh puluh lima persen pemboran menggunakan air. 2. Reactive SolidPadatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk mmbentuk koloid. Biasanya clay (bentonite) mengisap air taar dan membentuk lumpur3. Inert SolidDapat berupa barite yang berfungsi untukmenaikkan densitas lumpur4. Fasa KimiaZat kimia yang merupakan bagian dari sistem yang digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur

SIFAT-SIFAT LUMPURA. Densitas LumpurDensitas 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. ViskositasViskositas 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 ViscosimeterMarsh FunnelVan FG Viscosimeter

C. Gel StrengthKemampuan lumpur untuk membentuk gel (agar-agar) yang sangat berguna pada saat round trip (pergantian pipa). Gel strength merupakan salah satu indikator baik-tidaknya lumpur pemboranGel strength merupakan ukuran gaya tarik menarik partikel lumpur yang statik. Alat untuk mengukur gel strength adalah Van VG ViscosimeterVan FG Viscosimeter

D. Fitrasi dan Mud CakeKetika 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 cakeMud 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 AREATercampurnya serpihan-serpihan 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

ShakerPenggunaan 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 screen akan tertinggal/tersaring dan dibuang, sehingga jumlah solid dalam lumpur bisa terminimalisasiJari-jari screen di set agar polimer dalam lumpur tidak ikut terbuangKerusakan screen bisa diperbaiki dan digantiHasil pengamatan menunjukan bahwa kualitas cutting yang tersaring dalam system Glydril MC jauh lebih baik dari pemboran dengan water base mud

DesilterPenggunaan 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 lain-lainBiasanya 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 * No moving parts* Low cost* Pressure drop* Diameter

DegasserBerfungsi 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.

Decanting Centrifuge Use?

Schematic of Rig Circulating System for liquid drilling fluid

JENIS-JENIS LUMPUR PEMBORANI. Fresh Water Mud (Lumpur Air Tawar)A. SPUD MUDDigunakan 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 bentoniteB. NATURAL MUDNatural 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 MUDMencakup 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 MUDE. RED MUD, dan lain-lain

II. Salt Water MudLumpur 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 loss-nya besar dan mud cake-nya tebal jika tidak disertai organic koloid lain. Jenis-jenis lumpur ini antara lain :A. Undersaturated Salt Water MudBerupa air laut yang digunakan untu membor ditambah dengan bahan koloid lain.B. Saturated Salt Water MudFasa 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 MudMengandung 65% Na-Sillicate dan 35% garam lain. Dikembangkan untuk pemboran yang menembus heavy shale.

III. Oil in Water Solution MudPada 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 macam- macam temperatur

IV. Oil Base dan Oil Base Emulsion MudLumpur 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 FluidDigunakan 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 LUMPUR

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 indan konversi volume 1 in3 = 0.000103 BBLBerapakah jumlah lumpur yang diperlukan selama operasi pemboran tersebut berlangsung dengan safety factor lumpur 1,3 dari perhitungan yang diperoleh ????

PENYEMENAN LUBANG BOR

PenyemenanPenyemenan atau cementing adalah suatu proses pendorongan bubur semen ke dalam lubang sumur melalui casing menuju annulus casing-formasi dan dibiarkan untuk beberapa saat hingga mengering dan mengeras sehingga dapat melekatkan casing dengan formasi. Semen : zat yang mampu mengeras didalam air.

Tujuan dari penyemenan casing adalah:Melekatkan casing dengan formasiMencegah terjadinya hubungan antar formasiMenjaga dari tekanan formasi yang berlebihanMencegah korosiMengisolasi 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 yang tidak tersemen), menutup lubang perforasi, dan menutup formasi untuk membelokkan lubang pemboran.

Untuk melihat kualitas dari proses primer cementing dan secondary cementing dilakukan dgn Cement Bond Log (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 dan Plug Back Cementing

Tujuan Squeeze Cementing :Mengurangi water-oil ratioMenutup formasi yang sudah tidak produktifMenutup zona lost circulationMemperbaiki kebocoran yang terjadi di casingMemperbaiki primary cementing yang kurang memuaskanTujuan 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

Semen 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.SUSUNAN SEMEN

PROSES PENYEMENAN

NormalDisplacementMethod Down the inside of the Casing Use two wiper plugs Takes a long time . . . Large surface area exposed to the cement.

InnerString Cementing Down the inside of the DP Use top wiper plug Stab-in adapter Much shorter displ. time

Outside Cementing1. Down the inside2. 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.

Multi-StageCementing Pump first stage Displace cmt. Open stage tool Pump second stage

Displace cmt Last plug closes tool

CmtCmtMud

BAD GOOD

Before SqueezeAfter 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.

DelayedSetCementing

ReverseCirculatingCementing

TERIMA KASIH