bab iii lumpur
Post on 03-Jun-2018
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
1/39
BAB III
PARAMETER-PARAMETER PEMBORAN YANG MEMPENGARUHI RATE OF PENETRATION
Banyak parameter yang mempengaruhi Rate of Penetration (ROP) baik
dari segi manusianya (personnel efficiency), karakteristik formasi, maupun
teknisnya. Dari segi manusianya, pengalaman dan keahlian sangat berpengaruh.
Dari segi karakteristik formasi, karakteristik batuan formasi adalah hal yang paling berpengaruh dan telah dibahas pada bab sebelumnya. Sedangkan dari segi
teknis, parameter parameter yang mempengaruhi ROP antara lain ! fluida
pemboran (lumpur pemboran), hidrolika pemboran, dan mekanik pemboran
(mekanika drill sring, bit, "OB dan RP#). Berikut ini adalah parameter
parameter yang secara teknis mempengaruhi ROP.
$.%. Lumpur Pemboran &umpur pemboran merupakan cairan yang berbentuk lumpur, dibuat dari
pencampuran 'at cair, 'at padat dan 'at kimia. at cair disini sebagai bahan dasar
agar lumpur yang ter adi dapat dipompakan. at padat ada dua macam, yaitu
untuk memberikan kenaikan berat enis dan untuk membuat lumpur mempunyai
kekentalan tertentu. Sedangkan 'at kimia dapat berupa 'at padat maupun 'at cair
yang bertugas untuk mengontrol sifat sifat lumpur agar sesuai dengan yang
diinginkan. Sifat sifat lumpur harus disesuaikan dengan kondisi lapisan yang
ditembus.
3.1.1. Fung ! Lumpur Pemboran
Pada mulanya, fungsi utama dari lumpur pemboran adalah untuk
mengangkat serbuk bor (cutting) secara kontinyu. Dengan berkembangnya aman,
banyak fungsi fungsi tambahan yang men adikan lumpur pemboran yang semula
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
2/39
hanya merupakan fluida yang sederhana men adi campuran yang kompleks antara
fluida, padatan dan bahan kimia.
Dengan adanya perkembangan dalam penggunaan lumpur hingga saat ini,
fungsi dari lumpur pemboran adalah sebagai berikut !
3.1.1.1 Mengang"a# $u##!ng "e Permu"aan
&umpur yang mengalir keluar dari no''le bit yang ditekan oleh tenaga et
akan memebersihkan permukaan lubang dan memba*a cutting ke atas ke
permukaan. #eskipun gaya gra+itasi cenderung menarik cutting kembali ke
ba*ah (slip +elocity), ika kecepatan dari +olume lumpur dan annular +elocity
yang mendorong ke arah atas mencukupi atau lebih besar terhadap slip +elocity
maka cutting akan dapat diangkat ke permukaan oleh lumpur. Slip +elocity harus
lebih kecil dari rata rata annular +elocity yang merupakan fungsi dari ukuran
borehole dan kondisi pump output dari drillpipe dan drillcollar. nnular +elocity
merupakan perbandingan antara pump output (bbl-min) dibagi annular +olume
(bbl).
fisiensi pengangkat cutting yang merupakan fungsi kapasitas lumpur
dalam mengangkat ke permukaan tergantung beberapa faktor, antara lain!
%. Densitas lumpur pemboran.
Penambahan densitas lumpur akan menaikkan gaya buoyance acting, dimana
setiap partikel partikel lumpur mempunyai arah yang berla*anan dengan gaya
gra+itasi. Sehingga kapasitas angkat lumpur akan terbantu mendorong dan
memba*a cutting ke permukaan oleh gaya buoyance.
/. 0iskositas dan gel strength.
Se umlah lumpur yang mempunyai +iskositas dan gel strength rendah akan
memberikan kenaikkan persen partikel pada annular +elocity dan *aktu
sirkulasi yang sama, karena pada percobaan yang dilakukan oleh Bruce dan
"illiam lumpur dengan +iskositas dan gel strength rendah, yang hanya
mempunyai kapasitas pengangkatan kecil (partikel partikelnya tidak terikat
dengan kuat dan berukuran medium), hanya mampu memba*a cutting yang
relatif kecil ika dibandingkan dengan +iskositas dan gel strength yang besar.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
3/39
$. Distribusi +elocity di annulus.
1apasitas mengangkat cutting yang besar dapat dicapai dengan aliran
turbulent daripada aliran laminar untuk lumpur yang memiliki +iskositas
rendah. 2al ini disebabkan karena efek turbulensi lumpur yang cenderung
meminimalisasi cutting yang terselip di ruang dekat pipa atau dinding lubang
sumur dengan gerakan aliran bergelombangnya dan ditransportasikan ke
permukaan.
3. fek torsi terhadap kapasitas lumpur pengangkat.
Rotasi drillpipe selama pemboran berpengaruh terhadap kapasitas
pengangkatan lumpur yang memiliki lairan laminar maupun turbulent. Rotasi
drillpipe berkaitan dengan tanaga putar aliran +iscous, yang mana dapat
men adi panghalang terhadap pengangkatan cutting. fek torsi (tenaga putar)
akan menyebabkan partikel yang tipis untuk cenderung berputar berbalik
turun ke ba*ah akibat +ariasi +elocity lumpur
4. Dimensi partikel.
Desain bit menentukan ukuran dan bentuk cutting yang dihasilkan. Besarnya
fisik cutting akan sangat berpengaruh terhadap kapasitas pangangkatan oleh
lumpur. Partikel yang memiliki katebalan diameter yang besar cenderung sulit
diangkat dari *ellbore, karena partikel tersebut akan balik turun ke dasar
sumur dengan berat yang relatif besar.
3.1.1.%. Men&!ng!n"an &an Me'uma ! B!# &an (r!'' #r!ng
Dengan pertimbangan bah*a se umlah panas ter adi selama perputaran bit
dan drillstring yang dihasilkan oleh friksi pada bit dan beberapa titik dimana
drillstring berhubungan dengan dinding formasi. Dinding formasi hanya sebagian
kecil sa a mampu menyerap panas karena keterbatasan secara fisik. Sedangkan
kontak panas terbesar ter adi di sepan ang titik titik sirkulasi lumpur hingga ke
permukaan.
Sifat lubricant (pelumas) lumpur dengan membentuk dinding film yang
tipis (mud cake) akan men adi sangat penting karena pertimbangan penghematan
*aktu dan biaya pera*atan peralatan pemboran yaitu dengan mereduksi
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
4/39
kerusakan premature akibat panas friksi. Resistansi friksi oleh bit dalam
pemboran dan drillstring dalam berputar menentang bagian lubang sumur, ika
tanpa adanya lumpur, akan memberikan efek bit men adi cepat terbakar dan
tumpul dan drillpipe men adi abrasi. Dengan adanya lumpur mereduksi faktor
friksi pada bit dan drillpipe, uga menyerap panas yang ter adi. Resistansi film
lumpur uga dapat mengurangi beban friksi saat pipa dicabut. Semua lumpur yang
disirkulasikan merupakan lumpur yang mempunyai kriteria resitan terhadap panas
dan cukup mampu melumasi untuk mendinginkan bit dan drillstring.
3.1.1.3. Member! (!n&!ng Pa&a Lubang Bor (engan Mu& $a"e
&umpur akan membuat mud cake atau lapisan 'at padat tipis dipermukaan
formasi yang permeable (lulus air). Pembentukan mud cake ini akan
menyebabkan tertahannya aliran fluida masuk ke formasi selan utnya, adanya
aliran yang masuk yaitu cairan dan padatan yang akan menyebabkan padatan
tersebut tersaring atau tertinggal yang disebut sebagai mud cake. 5airan yang
masuk kedalam formasi disebut filtrate.
6ika formasi terdapat belahan (cracked, fissured) dan bergua gua
(ca+ernous) dengan tekanan o+erburden yang ter adi, maka menyebabkan +olume
lumpur dan padatan akan terin+asi dari lubang sumur ke area sekitar formasi, ini
disebut sebagai lost circulation, dimana permeabilitas formasi terlalu besar untuk
suspensi lumpur yang masuk. Sedangkan ika permeabilitas formasi terlalu kecil
untuk suspensi padatan lumpur, hanya sebagian fluida sa a yang lolos hilang
masuk disekitar dinding formasi, disebut dengan filtration loss. Sehingga dengan
mengontrol sifat sifat lumpur, dampak negatif yang disebabkan adanya hilangnya
fluida dapat diatasi dengan membuat mud cake pada dinding lubang bor. #ud
cake dikehendaki yang tipis karena dengan demikian lubang bor tidak terlalu
dipersempit dan cairan yang tak banyak yang hilang. Sifat *all building ini dapat
diperbaiki dengan penambahan !
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
5/39
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
6/39
keterangan !
Pm = tekanan static lumpur, psi.
>m = densitas lumpur, ppg.
D = kedalaman, ft.
Perlu diketahui, bah*a tekanan pada formasi yang diakibatkan oleh fluida
pada saat mengalir (rumus diatas untuk keadaan static) adalah tekanan yang
dihitung dengan rumus diatas ditambah dengan pressure loss (kehilangan tekanan)
pada annulus diatas formasi yang bersangkutan.
3.1.1.*. Memba+a $u##!ng &an Ma#er!a' Pembera# Pa&a ,u pen ! !"a
,!r"u'a ! Lumpur (! en#!"an ,emen#ara
Salah satu hal terpenting dalam pemilihan lumpur yang baik adalah
kemampuannya untuk menahan dan memba*a cutting dan material material
pemberat lainnya saat sirkulai diberhentikan untuk sementara *aktu. Selama
proses pemboran sirkulasi bisa diberhentikan hingga beberapa kali. Dalam
pemboran sumur yang dalam, penggantian bit memakan *aktu beberapa am sa a.
6ika padatan pada saat itu tidak diperhatikan, maka pengendapannya akan
mengalami sirkulasi lagi (recirculation) dan akan menempel di sekitar bit yang
dapat menyebabkan stuck.
gar lumpur memilki kemampuan mengangkat, lumpur harus memiliki
sifat thi?otropic saat lumpur tidak bergerak dan lumpur men adi fluida kembali
saat mengalami pergerakan. Sifat thi?otropic ini disebabkan oleh kontak tepi
permukaan dari formasi (edge to surface contact), yaitu gaya tarik antara tepi dari
permukaan permukaan dari perikel clay yang larut dalam lumpur, karena
permukaan plate clay didominasi oleh kandungan ion negatif sedangkan bagian
tepi memiliki kandungan ion positif. Sifat thi?otropic dipengaruhi oleh perubahan
kandungan padatan dan penambahan material material kimia*i yang ada dalam
lumpur. Pada pemakaian lumpur berat dimana mengandung partikel clay per unit
+olume yang besar, gaya teriknya men adi sangat kuat pula, maka struktur kontak
tepi permukaan dari partikel clay akan menopang seluruh berat cutting dan
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
7/39
material yang diba*a oleh lumpur selama proses sirkulasi diberhentikan
sementara.
3.1.1./. Me'epa "an $u##!ng &an Pa !r &! Permu"aan
1emampuan &umpur untuk menahan cutting selama sirkulasi dihentikan
tergantung dari gel strength. Dengan cairan men adi gel, tekanan terhadap gerakan
cutting ke ba*ah dapat dipertinggi. 5utting perlu ditahan agar tidak turun ke
ba*ah, karena bila ia mengendap di ba*ah bisa menyebabkan akumulasi cutting
dan pipa akan ter epit. Selain itu akan memperberat rotasi permulaan dan ugamempercepat ker a pompa ntuk memulai sirkulasi kembali. 7etapi gel yang terlalu
besar akan berakibat buruk uga, karena akan menahan pembuangan cutting
dipermukaan (selain pasir). Penggunaan alat alat seperti desander atau shale saker
dapat membantu pengambilan cutting atau pasir dari &umpur permukaan. Patut
ditambahkan, bah*a pasir arus dibuang dari aliran &umpur, karena sifatnya yang
sangat abrasi+e pada pompa, fitting dan bit. :ntuk ini biasanya kadar pasir
maksimal yang boleh adalah /@.
3.1.1.0. Mena an ,ebag!an Bera# (r!''p!pe &an $a !ng
Drillstring dan casing di borehole akan mengalami gaya buoyance yang
mendorong ke atas harus sebanding dengan berat yang dipindahkan oleh lumpur.
Perhitungan tersebut mendasari pertimbangan untuk mereduksi beban peralatan
dan struktur yang harus ditopang. Aaya buoyance meningkat dengan
bertambahnya densitas lumpur dan mereduksi tegangan akibat beban drillstringdan casing pada kedalaman sumur.
3.1.1. . Mengurang! E2e" Nega#!2 Pa&a $a !ng Forma !
Pada 'ona permeable, impermeable cake dibentuk pada permukaan
dinding lubang sumur saat pemboran. &apisan ini biasanya disebut dengan mud
cake yang merupakan hasil in+asi inisial dari fasa li uid lumpur pemboran ke
dalam 'ona permeable dan meninggalkan lapisan padatan, biasanya berupa plate
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
8/39
clay, pada permukaan formasi. Dengan meningkatnya in+asi dan lamanya *aktu,
ketebalan mud cake uga akan bertambah hingga menghasilkan impermeable cake
yang kasar membatasi in+asi li uid lumpur. #ud cake uga membantu
menguatkan dinding lubang sumur sehingga dapat mencegah ter adinya ca+ing
pada formasi.
5a+ing formasi merupakan hasil dari perubahan faktor hidrasi dari shale
yang rentan oleh pengaruh air sehingga permukaan formasi mengembang dan
mudah rapuh akibat proses hidrasi dengan akibat lebih lan ut menyebabkan
ter adinya filtration loss. &apisan +ertikal pada dinding sumur cenderung akan
mudah runtuh dan ter atuh dalam lubang dasar sumur ika diberikan tekanan yang
besar atau terdapat perbedaan densitas yang cukup besar antara formasi dengan
lumpur pemboran. Dalam kasus ini densitas lumpur harus dinaikkan dari satu
hingga beberapa pound per gallon. Ael strength lumpur uga sebaiknya dinaikkan
untuk menguatkan dan memberikan efek plastering di sepan ang permukaan
dinding yang mudah rapuh atau runtuh. #ud cake uga bisa dinaikkan dengan
menambahkan koloid atau dengan treatment kimia*i yang lainnya.
Sifat lumpur yang dapat membentuk mud cake sangat bermanfaat, karena
dapat mereduksi filtration loss akibat ca+ing formasi lebih lan ut. Camun ika
ketebalan mud cake terlalu tebal akan menyebabkan kesulitan dalam menurunkan
atau mencabut drillstring dan atau run casing. 1eberadaan mud cake yang terlalu
tebal uga menyebabkan mengurangi efektifitas side*all coring.
3.1.1.4. Men&apa#"an In2orma ! (ar! Mu& Logg!ng
1ebanyakan praktek di lapangan yang modern mempercayakan elektrik
logging untuk menentukan porositas, permeabilitas dan kandungan fluida dari
formasi yang dibor. :ntuk mendapatkan log dan interpretation yang baik, akan
sangat tergantung pada sifat dan komposisi lumpur pemboran. Penggunaan
spesifik densitas lumpur seringkali diperlukan untuk pengetahuan terhadap
pengaruhnya pada log. 6ika lumpur pemboran sekiranya kurang acceptable
sebagai dasar penentuan logging yang baik, maka coring dapat digunakan untuk
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
9/39
e+aluasi formasi. Camun biaya coring akan men adi sangat mahal dibandingkan
total biaya pada penggunaan mud logging untuk pemboran suatu sumur.
Penggunaan oil base mud dalam sekali *aktu akan mengalami kesulitan
dalam mendapatkan logging yang baik karena kebocoran konduktifitas lumpur.
Camun hal itu tidak berlangsung lama, sekarang lumpu pemboran yang tersedia
tidak hanya tergantung pada konduktifitas lumpur. nformasi yang diperoleh dari
analisa lumpur pemboran bersifat seketika itu uga (instantaneous), misalnya
hadirnya oil dalam *ater base mud (oil sho*) di permukaan mengindikasikan
penetrasi menembus 'ona produktif. danya o+erpressure formasi pada
kedalaman pemboran yang dalam didapatkan uga dari berkurangnya *eight
lumpur analisa checking flo*line lumpur di permukaan. #ud gas uga berguna
untuk mengindikasikan aliran gas masuk dalam *ellbore ika permeabilitas
formasi sangat rendah, tergantung pada lingkunagan geologi dan pemboran yang
dilakukan.
3.1.1.15. Me&!a Logg!ng
Pada penentuan adanya minyak atau gas serta uga 'ona 'ona air dan uga
untuk korelasi dan maksud maksud lain, diadakan logging (memasukkan se enis
alat antara lain alat listrik atau gamma ray - neutron) seperti misalnya electric
logging, yang mana memerlukan media penghantar arus listrik di lubang bor.
3.1.%. 6omponen Lumpur Pemboran
&umpur pemboran memiliki beberapa komponen komponen yang terbagimen adi tiga fasa dasar, yaitu ! air, padat dan kimia. Proporsi dari masing masing
fasa tersebut memberikan berbagai +ariasi sifat sifat lumpur. Dengan
mencampurkan ketiga komponen tersebut sesuai dengan proporsinya, maka akan
didapatkan lumpur pemboran yang sesuai dengan keadaan formasi yang akan
ditembus.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
10/39
3.1.%.1. Fa a $a!r
Easa cair diidentikan dengan air, yang merupakan fasa kontinyu dari fresh
*ater maupun salt *ater, tergantung pada tersedianya air yang akan digunakan di
lapangan. Eungsi utama dari fasa kontinyu cair adalah memberikan inisial
+iskositas yang selan utnya dapat dimodifikasi untuk mendapatkan sifat rheologi
lumpur yang diinginkan. Pada kondisi standard, yaitu pada %3.F psi dan 98 GE,
+iskositas air sama dengan %.% cp. Easa cair lumpur pemboran meliputi !
%. ir
&ebih dari F4@ &umpur pemboran menggunakan air, disini air dapat dibagi
men adi dua, yaitu air ta*ar dan air asin, sedangkan air asin sendiri dapat
dibagi men adi dua, air asin enuh dan air asin tak enuh. :ntuk pemilihan air
hal ini tentu disesuaikan dengan lokasi setempat, manakah yang mudah
didapat dan uga disesuaikan dengan formasi yang akan ditembus.
/. mulsi.
n+ert emulsions adalah pencampuran minyak dengan air dan mempunyai
komposisi minyak 48 F8@ (sebagai fasa continyu) dan air $8 48@ (sebagai
fasa discontinyu) emulsi terdiri dari dua macam, yaitu ! "ater in oil mulsion
dan Oil in *ater emulsion.
Oil in "ater mulsion.
Disini air merupakan fasa yang kontinyu dan minyak sebagai fasa yang
terelmusi. ir bisa mencapai F8@ +olume sedangkan minyak sekitar $8@
+olume.
"ater in Oil mulsion.
Disini yang merupakan fasa kontinyu adalah minyak sedangkan fasa yang
terelmusi air. #inyak bisa mencapai sekitar 48 F8@ +olume sedangkan air
$8 48@ +olume.
$. #inyak.
1alau fasa cair ini berupa minyak, maka minyak yang digunakan merupakan
minyak yang diolah (refined oil). #inyak disini harus mempunyai sifat!
niline Cumber yang tinggi.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
11/39
niline number merupakan suatu angka yang menun ukkan kemampuan
untuk melarutkan karet. #akin tinggi aniline number suatu minyak maka
kemampuan melarutkan karet makin kecil. Dalam operasi pemboran
banyak peralatan yang dile*ati &umpur berupa karet, seperti pada pompa
&umpur, packer, plug untuk penyemenan dan lain lain.
Elash Point yang tinggi.
Elash Point adalah suatu angka yang menun ukkan dimana minyak akan
menyala. #akin rendah flash point suatu minyak, maka penyalaan akan
cepat ter adi, atau minyak makin cepat terbakar.
Pour Point yang rendah
Pour Point adalah suatu angka yang menun ukkan pada temperature
berapa minyak akan membeku. 6adi kita tidak menginginkan &umpur yang
cepat membeku.
#olekul minyak yang stabil, dengan kata lain tidak mudah terpecah
pecah.
#empunyai bau serta fluorencensi yang berbeda dengan minyak mentah
(crude oil). 1alau tidak demikian maka akan sulit nanti untuk menyelidiki
apakah minyak berasal dari formasi yang dicari atau berasal dari bahan
dasar dari lumpur.
0iskositas air merupakan fungsi dari temperatur, tekanan dan konsentrasi
larutan garam. Dengan meningkatnya temperatur, maka +olume akan
mengembang dengan ditandai friksi molekul yang rendah sehingga ter adi resisten
alirannya kecil, +iskositas air menurun. fek temperatur terhadap +iskositas air
dapat dilihat pada Aambar $.% diba*ah ini. Sedangkan air ika mendapatkan
tekanan, maka kenaikan resitansi aliran, akibat berkurangnya +olume total, dapat
diabaikan. Secara umum pengaruh temperatur dan tekanan pada fasa kontinyu cair
sangat kecil sehingga normal diabaikan. Sedangkan +iskositas air asin naik selain
dipengaruhi temperatur dan tekanan, uga dipengaruhi oleh kenaikan konsentrasi
garam, dimana biasanya +iskositasnya lebih besar %.F kali dari fresh *ater pada
temperatur yang sama.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
12/39
Gambar 3.1Pengaru Tempera#ur Ter a&ap 7! "o !#a A!r /8
Eungsi kedua fasa cair adalah sebagai suspensi reacti+e colloidal solid,
seperti bentonite, dan inert solid, seperti barite. ir uga beker a sebagai media
transfer hydraulic horsepo*er dari permukaan untuk bit yang berada di ba*ah
lubang sumur, disebut sebagai fungsi ketiga fasa cair yang dikenal dengan istilah
etting action. ir uga berfungsi sebagai penyerap (absorbing) panas massif yang
ter adi di borehole selama proses pemboran. Selain itu uga sebagai media pelarut
semua kondisi kimia*i yang ditambahkan dalam lumpur pemboran, terutama sifat
p2 dan salinitas air sangat berpengaruh terhadap efektifitas kimia yang
ditambahkan.
Beberapa fungsi lumpur pemboran merupakan fungsi dari air sebagai fasa
cair. Seleksi dari tipe fasa cair yang digunakan untuk mengontrol lumpur adalah
sebagai berikut !
%. 1etersediaan air (a+ailability).
1etersediaan air sangat tergantung pada lokasi, seperti keberadaan fresh *ater
yang berlimpah pada suatu daerah yang tidak tersedia di daerah yang lainnya.
#isalnya pada pemboran offshore, air asin sangat sering sekali digunakan
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
13/39
untuk menggantikan fresh *ater, karena memerlukan biaya dan peralatan
yang banyak ika menggunakan fresh *ater.
/. 7ipe formasi geologi.
1arena beberapa tipr formasi yang dibor sangat sensiti+e terhadap fresh *ater,
maka ika penggunaan fresh *ater masih terus digunakan akan menyebabkan
kerusakan formasi dan memperbesar kerusakan lubang sumur. Eiltrate fresh
*ater uga menyebabkan partikel clay mengalami s*elling dan bermigrasi
sehingga dapat mengurangi permeabilitas permanent.
$. 7ipe kimia*i.
1elarutan dan efektifitas kimia*i merupakan ukuran uatama untuk
mempetimbangkan efisiensi mud conditioning. Salinitas dan p2 dari fasa
kontinyu cair yang berpengaruh besar tehadap kelarutan kimia*i mud
conditioning.
3. 7ipe sebagai media data collecting.
Beberapa peralatan logging umumnya bereferensi pada fasa kontinyu cair
lumpur sebagai media operasi, seperti SP dan elektrik log. kurasi dari hasil
yang didapatkan adalah fungsi dari salinitas dan temperatur, sehingga kehati
hatian dalam menyeleksi fasa kontinyu cair sangat penting.
1riteria seleksi diatas harus berhati hati dalam mempertimbangkan agar
tidak saling mengganggu. Eaktor keekonomian merupakan faktor yang paling
memainkan peranan seleksi air dalam tipe lumpur.
3.1.%.%. Fa a ,o'!&
Easa solid merupakan fasa padatan yang ditambahkan dalam lumpur yang
berfungsi untuk memberikan kenaikan berat enis dan untuk membuat lumpur
mempunyai kekentalan tertentu. Secara garis besar, berdasarkan daya
kerekatifannya terhadap komponen komponen dalam lumpur dan kondisi
formasinya, fasa solid lumpur pemboran dikelompokkan men adi dua, yaitu ! inert
solid dan reacti+e solid.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
14/39
1. Iner# ,o'!&
nert solid merupakan komponen padatan dari lumpur yang tidak bereaksi
dengan fasa cair lumpur pemboran. Didalam lumpur pemboran inert solid
berguna untuk menambah berat atau berat enis lumpur, yang tu uannya untuk
menahan tekanan dari formasi. nert solid dapat pula berasal dari formasi
formasi yang di bor dan terba*a oleh lumpur seperti chert, pasir atau clay clay
non s*elling, dan padatan seperti ini bukan disenga a untuk menaikkan
density lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin (biasanya menyebabkan
abrasi dan kerusakan pompa dll).
Sebagai contoh yang umum digunakan sebagai inert solid dalam &umpur
bor adalah !
Barite (BaSO 3).
1euntungan menggunakan barite adalah murah harganya, barit enis 3,/
bersih, tidak reaktif mengadung impurities silica sedikit, ber*arna putih
dan mempunyai kekerasan /,4 $,4 skala mohs.
Oksida Besi (Ee / O$).
#empunyai sifat yang kurang sempurna bila dibanding dengan barit,
karena barasif dan ber*arna merah, selain itu biaya transportasi dan
pengolahan selama proses pembuatannya mahal.
5alcium 5arbonat (5a5O $).
Digunakan terutama pada oil base mud dan mengakibatkan settling
ratenya rendah, mempunyai berat enis /,F dan dapat diperoleh dari kulit
kerang atau shell yang dihaluskan kemudian dicuci dan dikeringkan.
Aalena (PbS).
Pada formasi yang mempunyai tekanan abnormal umumnya menggunakan
galena, karena mempunyai berat enis yang lebih besar yaitu 9,< sehingga
diharapkan dapat untuk mengimbangi tekanan normal formasi.
%. Rea9#! e ,o'!&
Reacti+e solid atau fasa padatan bereaksi dengan sekelilingnya membentuk
koloid yang merupakan suspensi yang reaktif terdispersi dalam fasa kontinyu
(sifat koloid lumpur yang merupakan lembaran clay yang berukuran %8 /8
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
15/39
mstrong dan terdispersi dalam fasa kontinyu air). Dalam hal ini clay akan
menghisap fasa cair air dan memperbaiki lumpur dengan meningkatkan
densitas, +iskositas, gel strength serta mengurangi fluid loss.
#ud engineer biasanya membagi clay yang digunakan untuk lumpur
men adi tiga, yaitu ! montmorillonite, kaolinite dan illite. #ontmorillinite
yang paling sering digunakan karena kemampuannya yang mudah s*elling
menghasilkan clay yang homogenous bercampur dengan fresh *ater. Dalam
literature pemboran manual, montmorillonite direferensikan dengan bentonite,
karena bentonite identik dengan clay montmorillonite. tau dengan kata lain,
dalam lumpur pemboran, yang bertindak sebagai reacti+e solid adalah
bentonite.
Bila bentonite bercampur dengan air, maka akan terbentuk lumpur yang
berbentuk koloid. ir yang bercampur dengan bentonite ini adalah air ta*ar.
Bila yang men adi bahan dasar adalah air laut, maka yang men adi rekti+e
solinya adalah attapulgite, dimana attapulgite dapat bereaksi dengan air asin
maupun air ta*ar.
3.1.%.3. Fa a 6!m!a
&umpur secara kon+ensional terdiri dari dua komponen fasa seperti yang
telah disebutkan diatas, namun hingga sekarang telah dibuatkan formulasi secara
kima*i dengan tu uan tu uan tertentu, yang terdiri dari organic dan inorganic.
Easa kimia ini la'im dikenal dengan 'at 'at additi+e untuk lumpur pemboran.
Didalam lumpur pemboran selain terdiri atas komponen pokok lumpur, maka ada
material tambahan yang berfungsi mengontrol dan memperbaiki sifat sifat lumpur
agar sesuai dengan keadaan formasi yang dihadapi selama operasi pemboran.
Berikut ini akan disebutkan beberapa bahan kimia tersebut, yaitu untuk
tu uan menaikan berat enis lumpur menaikkan filtration loss, dan lain lain.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
16/39
%. Bahan menaikkan berat enis adalah sebagai berikut !
Barite (BaSO 3).
#empunyai specific gra+ity antara 3,/4 3,$4. Biasanya digunakan untuk
operasi pemboran yang mele*ati 'ona gas yang bertekanan tinggi yang
dangkal.
Aalena (PbS).
#empunyai specific gra+ity antara 9,F F,8 fungsi utamanya adalah untuk
usaha mematikan sumur apabila tekanan dari formasi yang besar.
5alcium 5arbonat (5a5O $).
#empunyai specific gra+ity sebesar /,F4 material ini digunakan untuk
lumur enis oil base mud. 5alsium carbonate biasanya dipergunakan untuk
operasi pemboran yang dalam.
/. Bahan untuk menaikkan +isikositas sebagai berikut !
"yoming bentonite, merupakan matrial tambahan berfungsi utnuk
menaikkan +iscositas &umpur enis fresh *ater mud, dimana tiap
penambahan material ini kedalam air sebanyak /8 lb-bbl akan dapat
memberikan +iscositas sebesar kurang lebih $9 detik marsh funnel.
ttapulgite, merupakan clay yang berfungsi untuk menaikkan +iscositas
pada lumpur enis salt *ater base mud.
?tra high yield bentonite
2igh yielding clay
$. Bahan bahan untuk menurunkan +iscositas antara lain !
5alsium ligno sulfonat, sangat baik untuk dipersant pada calcium treated
muds ataupun lime treated muds.
Phosphat, dipakai sebagai thinner pada lo* p2 muds dimana temperature
tidak lebih dari %
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
17/39
Huebracho, dengan penambahan /@ dari +olume &umpur dapat
memperbaiki lapisan dan menurunkan+iscositas &umpur.
Bahan penurun +iscositas yang lainnya antara lain ! 5hrome ligno
sulfonate, Processed lignite, lkaline .
3. Bahan bahan untuk menurunkan filtration loss
Pregelatini'ed starch I Sodium poly crylate
Sodium carbo?ymethyl cellulose
4. Bahan untuk mengatasi lost sirkulasi
#ica, merupakan matrial mica yang tidak mengikis peralatan dan
mempunyai bentuk yang kasar
1*ik seal, matrial yang sangat efektif untuk mencegah hilangnya &umpur
pada formasi porous
#ill plug, merupakan matrial yang berbentuk butir yang mempunyai
strength yang sangat tinggi yang berfungsi untuk menutup formasi yang
pecah.
Bahan material loss yang lain seperti ! fiber, *ood fiber, Around *alnut
hull.
9. Bahan bahan chemical additi+e
Aypsum (5aSO 3), berupa material kering yang halus dipakai untuk
persiapan pembuatan gypsum base mud.
Sodium Bicarbonat (Ca25O $), material yang berfungsi menyingkirkan
atau mereduksir ion calcium dari &umpur yang mempunyai p2 ;, terutama
yang terkontaminasi oleh semen.
5austic Soda (CaO2), mempunyai kadar alcohol yang tinggi dan
berfungsi mengontrol p2 pada *ater base muds.
Soda sh, adalah material kering yang dipergunakan untuk mengendapkan
ion 5a JJ pada *ater base muds.
F. 5orrosion 5ontrol additi+e.
Co?ygen, berfungsi sebagai katalisator sodium sulfide yang berupa
tepung, digunakan untuk membersihkan oksigen yang dapat menimbulkan
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
18/39
korosi. #aterial ini biasanya dipakai secara menerus dalam operasi
pemboran.
Co?ygen &, mempunyai fungsi sebagai pembersih oksigen yang terdapat
dalam &umpur, adapun bentuk dari no?ygen ini berupa larutan dengan
konsentrasi %%,/ lb-bbl ammonium bisulfide.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
19/39
perhatian dalam pemonitoran dan pengontrolan untuk men aga fungsi fungsi
tertentu dalam operasi pemboran.
3.1.3.1. (en !#a
Densitas lumpur pemboran atau berat lumpur didefinisikan sebagai
perbandingan berat per unit +olume lumpur. Sifat ini berpengaruh terhadap
pengontrolan tekanan subsurface dari formasi, sehingga dalam operasi pemboran
densitas lumpur harus selalu dikontrol terhadap kondisi formasinya agar diperoleh
performance atau kelakuan lumpur yang sesuai dengan fungsi yang diharapkan
terhadap formasi yang dibor.
Pengaturan densitas lumpur merupakan faktor penun ang keberhasilan
pemboran. Densitas lumpur yang relatif terlalu berat bagi suatu formasi
memungkinkan ter adinya lost circulation, sebaliknya densitas lumpur yang relatif
terlalu kecil akan menyebabkan ter adinya blo* out. Pengontrolan densitas
lumpur dapat dilakukan dengan alan penambahan 'at 'at aditif yang umum
dipakai untuk memperbesar harga densitas antara lain yaitu ! barite (SA = 3.$),
limestone (SA = $.8), galena (SA = F.8) dan bi ih besi (SA = F.8). sedangkan
untuk memperkecil atau mengurangi densitas lumpur pada umumnya dipakai
aditif seperti air dan minyak. 5ara lain untuk memperkecil densitas adalah dengan
alan pengurangan kadar padatan lumpur di pemukaan. Penambahan densitas
lumpur dilakukan pada satu siklus sirkulasi +iscositasnya harus kecil karena
dengan penambahan berat lumpur ini akan ter adi kenaikan +iscositas. Densitas
lumpur dipengaruhi oleh temperatur, densitas akan tururn ika temperaturnya naik.
Satuan densitas dapat pula dinyatakan dalam gradient tekanan dengan satuan
satuan yang umum dipakai adalah !
o Pounds per gallon, ppg lb-gallon
o Pounds per cubic feet lb-cuft
o Psi per %88 feet depth psi-%88ft
o Specific gra+ity (SA)
Besarnya densitas akan menentukan tekanan hidrostatik kolom lumpur
pemboran seperti ditun ukkan pada persamaan berikut !
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
20/39
D P mm 3$$.8
$$.<
= ........................................................................($ /)
D P mm
= 84/.8 ......................................................................($ $)
keterangan !
Pm = tekanan hidrostatik kolom lumpur, psi.
m = densitas lumpur, ppg.
D = Depth, ft.
Dan
w
m
mSG
= ........................................................................................($ 3)
karena densitas air ta*ar adalah konstan, yaitu
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
21/39
Gambar 3.%
$a!ran Ne+#on!an &an Non-Ne+#on!an /8
7u uan dari pengenalan +iscositas lumpur ini adalah untuk !
%. #engontrol tekanan sirkulasi yang hilang di annulus
/. #emberikan kapasitas daya angkat yang memadai.
$. #embantu mengontrol s*ab prssure dan surge pressure
Peralatan yang dipergunakan untuk mengukur +iscositas adalah sebagai berikut !
%. #arsh Eunnel
0iscositas yang diukur dengan menggunkan #arsh Eunnel adalah
+iscositas elatif. Dimana dibandingkan dengan +iscositas lumpur dengan
+iscositas ai ta*ar. Peralatan peralatan yang digunakan untuk mengukur
+iscositas dengan cara #arsh Eunnel adalah sebagai berikut !
corongcangkir
stop*acth
&umpur dimasukkan kedalam corong sebanyak %488 cc, dan tutup u ung
corong dengan ari. #asukkan ke dalam cangkir sambil menghidupkan
stop*acth. Setelah +olume lumpur didalam cangkir mencapai ;39 cc dicatat
sebagai +iscositas dari lumpur. Satuan yang digunakan adalah detik.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
22/39
Peralatan yang digunkan tersebut perlu dikalibrasi denga menggunakan air
ta*ar. Bila dengan cara yang sama dengan mengukur +iscositas lumpur
didapatkan +iscositasnya /9 detik = 8,4 detik, dinyatakan bah*a alat baik.
1alau lebih maka kemungkinan saringan yang ada pada corng terseumbat.
Dalam operasi pemboran +iscositas lumpur yang baik berkisar antara $9 34
detik #arsh Eunnel.
Gambar 3.3Mar Funne' 1*8
/. Eann 0A #eter
Eann 0A #eter maupun Stromer 0iscometer merupakan alat yang
digunakan untuk mengukur +iscositas plastic dari lumpur bor. Prinsipnya
adalah beberapa torsi yang dihasilkan bila lumpur diaduk dengan kecepatan
tertentu.
#asukkan lumpur kedalam tbung, rotor slee+e ditenggelamkan dalam
lumpur, putar slee+e sebesar 988 rpm sampai arum pembacaan menun ukkan
angka yang konstan, dan dicatat angkanya. 1emudian lakukan pula untuk
putaran $88 rpm selisih pembacaan
dengan putaran 988 rpm dan $88
rpm merupakan +iscositas plastic
dari lumpur.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
23/39
Gambar 3.)Fan 7-G Me#er /8
Penen#uan Harga , ear ,#re &an , ear Ra#e :
2arga Shear stress dan Shear Rate yang masing masing dinyatakan dalam
bentuk penyimpangan skala penun uk (Dial Reading) dan rpm motor pada Eann
0A meter , harus diubah men adi shear stress dan shear rate dalam satuan
dyne-cm / dan detik % agar diperoleh harga satuan +iskositas dalam satuan cp.
Persamaannya sebagai berikut !
= 4,88F ? 5 MMMMMMMMMMMMMMMMMM. ..($ 9)
= %,F83 ? RP# MMMMMMMMMMMMMMMMMM... ($ F)
keterangan !
= shear stress, dyne-cm /
= shear rate, detik %
5 = dial reading, dera at
RP# = re+olution per minute dari rotor
Penen#uan Harga 7! 9o !#a N;a#a
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
24/39
Penen#uan P'a #!9 7! 9o !#; &an Y!e'& Po!n#
:ntuk menentukan plastic +iscosity (0P) dan Nield point (NP) dalam suatulapangan, digunakan persamaan bingham plastic sebagai berikut !
0p = $88988$88988
MMMMMMMMMMMMMMMMMM...($ %8)
Dengan menggunakan persamaan ($
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
25/39
#aterial material pemberat lumpur diendapkan
:ntuk mengencerkan lumpur dapat dilakukan dengan pengenceran denganair atu dengan penambahan thinner ('at 'at kimia), sedangkan penambahan
+iskositas dapat dilakukan dengan penambahan 'at 'at padat-bentonite pada
*ater base mud dan air atau asphalt pada oil base mud.
3.1.3.3. Ge' ,#reng#
Ael strength merupakan sifat statik lumpur pemboran yang merupakan
suatu bentuk padatan dalam lumpur yang sirkulasinya dihentikan. Eaktor
penyebab terbentuknya gel strength yaitu adanya gaya tarik menarik dari partikel
partikel plat clay se*aktu tidak ada sirkulasi. Ael strength didefinisikan sebagai
gaya dalam gram yang diperlukan untuk memecah standard gel men adi lumpur.
Sistem satauan yang umum yang digunakan untuk gel strength adalah !
o Aram dyne-cm / , gr dyne-cm / .
o Aram pound-sgft, gr lb-ft / .
1omponen komponen pembentuk atau komponen aktif pembentuk lumpur
yang dapat menyebabkan gel strength antara lain ! clay, shale dan bentonite yang
sudah memilki gaya tarik menarik partikel platnya. Dalam suatu operasi
pemboran, gel strength dikontrol agar mendapatkan suatu performance lumpur
yang sesuai dengan fungsi yang diharapkan terhadap formasi yang dibor. :ntuk
standarisasi pengukuran gel strength dilakukan dua kali, yaitu pda initial time
yaitu 8 menit atau tepat pada saat setelah sirkulasi lumpur dihentikan dan yang
kedua yaitu setelah %8 menit sirkulasi dihentikan. 2ubungan gel dengan
thi?otropic, yaitu sifat adanya ge ala gel yang pecah dan men adi lumpur
pemboran kembali, kondisi ini bersifat re+ersible.
:ntuk mengetahui gel strength dalam lumpur pemboran dapat dipakai
persamaan sebagai berikut !
KT 1
KT GG
+=
O
.....................................................................................($ %$)
keterangan !
A = gel strength pada *aktu 7, gr lb-sgft.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
26/39
A = gel strength maksimum, gr lb-sgft.
7 = *aktu, menit.
1 = konstanta rate.
dapun fungsi gel strength dalam lumpur adalah untuk menahan cutting
dan material solid dalam suspensi serta melepaskannya di permukaanya, sehingga
gel strength merupakan faktor penting dalam mekanisme pengangkatan cutting.
1etidaknormalan yang relatif besar dari harga gel strength akan
mengganggu alannya operasi pemboran, karena menyebabkan masalah masalah
seperti !
o 7erganggu pompa untuk memulai sirkulasi karena membutuhkan tenaga
pompa yang besar.
o 1ecenderungan dari lumpur untuk lost circulation.
o Pelepasan cutting, material solid dan pasir ke permukaan akan tidak efektif
lagi sehingga dapat mempertinggi abrasifitas lumpur terhadap peralatan di
permukaan, seperti pompa lumpur.
o Eiltration loss merupakan kehilangan fasa cair lumpur yang masuk ke
formasi permeable yang diukur dengan peralatan standard filter press
yang merupakan hasil pada kondisi statik (sirkulasi dihentikan).
3.1.3.). F!'#ra#!on Lo
Eiltration loss adalah kehilangan dari sebagian fasa cair (filtrate) dari
lumpur, masuk kedalam formasi permeable. 1etika ter adi kontak antara lumpur
pemboran dengan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan
yang memungkinkan fluida dan partikel partikel kecil mele*atinya.
Pengukuran dapat dilakukan dengan standard filter press (Aambar
$.4),dimana lumpur ditempatkan pada tabung yang pada bagian ba*ahnya telah
dipasang filter paper (kertas saring). Pada bagian atas tabung terdapat pressure
inlet yang berguna untuk memberikan tekanan udara - gas. P filtration rate
(static) adalah cc filtrate per $8 menit pada tekanan %88 psig. 1emudian, dapat
ditentukan pula tebal mud cake yang dihasilkan.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
27/39
Gambar 3.*Un!# ,#an&ar& F!'#er Pre /8
5airan yang masuk ke formasi pada dinding lubang bor akan
menyebabkan akibat negatif, akibat akibat itu antara lain !
a. Dinding lubang akan lepas atau runtuh.
Bila formasi yang dimasuki oleh 'at yang masuk tersebut adalah air,maka
ikatan antara partikel formasi akan melemah, sehinga dinding lubang
cenderung untuk runtuh.
b. #enyalahi interpretasi dari logging.
lectric logging atau resisti+ity log mengukur resisti+ity dari formasi
cairan atau fluida yang dikandung oleh formasi tersebut. 1alau filtration loss
banyak, maka yang diukur alat logging adalah resisti+ity dari filtrat.
c. "ater blocking
Eiltrat yang berupa air akan meng hambat aliran minyak dari formasi
kedalam lubang sumur ika filtrat dari lumpur banyak.
d. Differential sticking
Seiring dengan banyaknya filtration loss maka mud cake dari lumpur akan
tebal. Di*aktu sirkulasi berhenti ditambah lagi deengan berat enis
lumpuryang besar, maka drill collar yang terbenam didalam mud cake serta
lumpur akan menekan dengan tekanan hidrostatik yang besar ke dinding
lubang.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
28/39
e. channeling pada semen.
Di *aktu penyemenan, mud cake yang tebal kalau tidak dikikis akan
menyebabkan ikatan antara semen dengan dinding lubang tidak baik.
Eilter loss yang besar dalam lumpur dapat dicegah dengan penambahan !
%. 1oloid (bentonite)
/. Starch, 5#5 I Driscose
$. #inyak (buruk terhadap dynamic loss)
3. H I Bro?in (baik untuk dinamik maupun statistik loss)
3.1.3.*. ,an& $on#en#
Sand content merupakan kadar pasir dalam lumpur pemboran. Pasir tidak
boleh terlalu banyak dalam lumpur pemboran, karena dapat merusak peralatan
yang dilaluinya pada saat sirkulasi dan dapat menaikkan berat enis lumpur itu
sendiri. #aksimal kadar pasir yang diperbolehkan adalah /@ dari +olume lumpur.
lat yang dipergunakan untuk mengukur kadar pasir adalah Sand 5ontent Set.
3.1.). ,!2a# 6!m!a Lumpur Pemboran
Sifat kimia lumpur pemboran merupakan tingkat reaktifitas lumpur
terhadap kondisi formasi yang ditembus, terutama berkaitan dengan kandungan
kimia*i partikel partikelnya. Seperti sifat fisik lumpur, sifat kimia uga sangat
menentukan fungsi lumpur, karena performance lumpur dapat berubah dengan
adanya pengaruh dari efek kimia partikelnya.
3.1.).1. Pa&a#an
7erdapatnya padatan atau solid dalam lumpur pemboran dalam umlah
yang besar dapat mengakibatkan korosi dan abrasi pada peralatan pemboran
seperti pompa lumpur, drillstring, casing dan sebagainya. Sebagai contoh padatan
yang sering di umpai adalah pasir. 1adar pasir tidak boleh terlalu tinggi karena
dapat menimbulkan berbagai permasalahan, diantaranya !
o Padatan memiliki sifat yang abrasi+e atau mengikis, oleh karena peralatan
yang disirkulasi akan terkikis ketika dilalui padatan solid lumpur.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
29/39
o Padatan dapat menyebabkan berat enis lumpur akan naik dan hal ini
menyebabkan ker a dari pompa lumpur akan semakin berat.
3.1.).%. pH
p2 dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan keasaman dari lumpur
bor. p2 dari lumpur yang dipakai berkisar antara
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
30/39
3.1.3.). A'"a'!n!#a
lkalinitas atau keasamanan lumpur dapat ditun ukkan dengan harga p2
nya. Berdasarkan pengalaman diketahui ada korelasi antara sumber alkalinitas di
dalam lumpur terhadap sifat sifat lumpur yang bersangkutan.
o 6ika sumbernya hanya bersal dari O2 , menun ukkan lumpur stabil dan
kondisinya baik.
o 6ika sumbernya berasal dari O2 dan 5O /$, menun ukkan lumpur stabil
dan kondisinya baik.
o 6ika sumbernya hanya berasal dari 5O /$, menandakan lumpur tidak stabil
tetapi masih bisa dikontrol.
o 6ika sumbernya berasal dari 5O /$ dan 25O $, berarti lumpur tidak stabil
dan sulit untuk dikontrol.
o 6ika sumbernya hanya berasal dari 25O $, kondisi dari lumpur sangat elek
dan sulit untuk dikontrol.
3.1.).*. ,a'!n!#a
Penentuan salinitas (kadar 5l) dalam lumpur diperlukan terutama ika
pemboran melalui daerah yang mana garam dapat terkontaminasi dengan fluida
pemboran yaitu daerah yang terdapat kubah kubah garam. 6ika ter adi kandungan
chlor melebihi 9888 ppm sebaiknya program penggunaan lumpur diubah sesuai
dengan keasaan. 1andungan 5l yang terlalu besar uga mempengaruhi dalam
operasi logging karena harus diadakan koreksi untuk menginterpretasi
loggingnya. 1andungan 5l di dalam lumpur dibedakan men adi dua, yaitu !
o Salt mud ika kandungan 5l antara %8888 I $%488 ppm.
o Saturated salt mud ika kandungan 5l $%4888 ppm.
Pengaruh ion chlor terhadap sifat sifat lumpur bor adalah mengakibatkan
filtrate loss besar, mud cake tebal, akibat yang lain suspensi padatan sukar dicapai
karena fluktuasi oleh clay. 5ara penanggulangan kerusakan lumpur yang
diakibatkan oleh ion chlor antara lain adalah !
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
31/39
o 6ika mud cake terlalu tebal dan filtration loss terlalu besar dapat diperbaiki
dengan menambah organic koloid.o 6ika p2 diba*a diba*ah
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
32/39
dapat dibuat dari air dan bentonite (yield %88 bbl-ton) atau clay air ta*ar
yang lain (yield $4 48 bbl-ton). 7ambahan clay atau bentonite perlu
dilakukan untuk menaikkan +iscositas dan gel streght bila membor pada
'one 'one loss. 1adang kadang perlu lost circulation material. Density
yang diperlukan harus kecil.
o Catural #ud
Catural mud dibentuk dalam bentuk pecahan pecahan cutting dalam fase
air. Sifat sifatnya ber+ariasi tergantung dari formasi yang dibor. :mumnya
tipe lumpur ini digunakan untuk pemboran yang cepat seperti pemboran
pada surface casing (permukaan). Dengan bertambahnya kedalaman
pemboran sifat sifat lumpur yang lebih baik diperlukan dan natural mud
ini di treated dengan 'at 'at kimia dan additi+e additi+e koloidal. Beratnya
sekitar ;.% I %8./ ppg, dan +iscositasnya $4 38 detik.
o Bentonite I 7reated #ud
&umpur enis ini mencakup hampir semua enis lumpur air ta*ar.
Bentonite adalah material yang paling umum digunakan untuk membuat
koloid inorganis untuk mengurangi filter loss dan mengurangi ketebalan
mud cake. Bentonite uga menaikkan +iscositas dan gel strength yang
dapat dikontrol dengan thinner.
o Phospate I7treated #ud
#engandung polyphospate untuk mengontrol +iscositas dan gel strength.
Penambahan 'at ini akan berakibat terdispersinya fraksi fraksi clay cooid
padat sehingga densitas lumpur cukup besar tetapi +iscositas dan gel
strengthnya rendah. a mengurangi filter loss dan mud cake dapat tipis.
7annim biasa ditambahkan bersama sama polyphospate untuk
pengontrolan lumpur.
Polyphospate tidak stabil pada temperatur tinggi (sumur sumur dalam) dan
akan kehilangan efeknya sebagai thinner (polyphonspate akan rusak pada
kedalaman %8.888 ft dan temperatur %98 %
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
33/39
berhubungan dengan pemboran dalam). Dengan penambahan 'at 'at kimia
dan air, densitas lumpur dapat di adikan ; %% ppg. Polyphospate mud uga
menggumpal ika terkena kontaminasi Ca5l, 5alcium sulfate dan
kontaminasi semen dalam umlah cukup banyak.
o Organic 5olloid 7reated #ud
7erdiri dari penambahan pregelatini'ed starch atau 5arbo?y #ethyl
5ellulose pada lumpur. 1arena organic colloid tidak terlalu sensitif
terhadap flokulasi seperti clay, maka kontrol filtratnya pada lumpur yang
terkontaminasi dapat dilakukan dengan organic colloid ini baik untuk
mengurangi filtration loss pada fresh *ater mud. Dalam kebanyakan
lumpur penurunan filter loss lebih banyak dilakukan dengan organic
colloid daripada inorganic.
o KRedL #ud
Red mud mendapatkan *arnanya dari *arna yang dihasilkan dari
treatment dengan cautic dan guobracho (merah tua). stilah ini tetap
digunakan *alaupun nama nama colloid yang dipakai mungkin
menyebabkan *arna abu abu kehitaman. :mumnya istilah ini digunakan
untuk lignin lignin tertentu dan hunic thinner selain untuk tannim di atas.
Suatu enis lumpur lain ini adalah alkaline tannate treatment dengan
penambahan polyphospate untuk lumpur lumpur dengan p2 di ba*ah %8.
perbandingan alkaline, organic dan polyphospate dapat diatur dengan
kebutuhan setempat. lkaline tannate treated mud mempunyai range p2
< %%.lkaline tannate dengan p2 kurang dari %8 terhadap flokulasi karena
kontaminasi garam. Dengan menaikkan p2 maka sukar untuk flokulasi.
:ntuk p2 lebih dari %%.4, pregelatini'ed starch dapat digunakan tanpa
bahaya fermentasi. Di ba*ah p2 ini, preser+ati+e harus digunakan untuk
mencegah fermentasi (meragi) pada fresh *ater mud. 6ika diperlukan
densitas lumpur yang tinggi lebih murah bila digunakan treatment yang
menghasilkan calcium treated mud dengan p2 %/ atau lebih
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
34/39
o 5alcium #ud
&umpur ini mengandung larutan calcium (disenga a). 5alcium bisaditambah dengan slaked lime (kapur mati), semen plaster (5aSO 3)
dipasaran atau 5a5l / , tetapi dapat pula karena pemboran semen, anhydite
dan gypsum.
a. &ime 7reatted #ud
1omposisi lumpur ini terdiri dari cautic soda, organic dispersant, lime
dan fluid loss additi+e. &umpur ini menghasilkan +iscositas dan gel
strength yang rendah, baik digunakan untuk pemboran dalam serta
untuk memperoleh densitas yang besar. 7etapi lumpur ini mempunyai
kecenderungan untuk memadat pada temperatur tinggi, sehingga tidak
boleh tertinggal dalam annulus casing dan tubing pada saat dilakukan
penyeleseaian sumur (*ell completion). #aka diperlukan 'at kimia
tertentu untuk mengurangi efek dari padatan lumpur tersebut.
b. Aypsum 7reated #ud
Digunakan untuk membor formasi gypsum dan anhydrite, terutama
bila formasinya inter bedded (selang seling antara garam dan shale).
7reatmentnya adalah dengan mencampur base mud (lumpur dasar)
dengan plaster (5aSO 3) sebelum formasi anhydite dan gypsum di bor.
+iscositas dan gel strength yang berhubungan dengan formasi ini dapat
dibatasi, yaitu dengan mengontrol rate penambahan plaster. Setelah
clay di lumpur bereaksi dengan ion 5a, tak akan ter adi pengentalan
lebih lan ut pada pemboran gypsum dan garam.
c. 5alcium Salt
Selain hydrate salt dan gypsum telah digunakan tetapi tidak meluas,
uga 'at 'at kimia yang memberi suplai kation multi+alent untuk base
e?change clay (pertukaran ion ion pada clay) seperti Ba (O2) / telah
digunakan.
%. ,a'# =a#er Mu&
&umpur ini digunakan untuk membor garam massi+e (salt dome) atau salt
stringer (lapisan formasi garam) dan kadang kadang bila ada aliran garam
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
35/39
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
36/39
Easa cair Ca Silicate mud mengandung sekitar 94@ +olume larutan Ca
silicate dan $4@ larutan garam enuh. &umpur ini digunakan untuk
pemboran hea+ing shale, tetapi telah terdesak penggunaannya oleh lime
treated mud, gypsum lignosilfonate, shale control dan surfactant muds
(lumpur yang diberi D S dan D# ) yang lebih baik, murah dan mudah
dikontrol sifat sifatnya.
3.1.*.%. O!' !n =a#er Emu' !on Mu&
:ntuk lumpur enis ini minyak merupakan fase tersebar (emulsi) dan air
sebagai fasa continue. 6ika pembuatannya baik, filtratnya hanya air. Sebagai dasar
dapat digunakan baik fresh maupun salt *ater mud. Sifat sifat fisis yang
dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur, +olume filtrat, tebal mud cake
dan pelumasan. Segera setelah emulsifikasi, filtrate loss berkurang, filter cake
men adi tipis dan tor ue putaran drillstring benyak berkurang. 1euntungannya
adalah bit yang lebih tahan lama, penetration rate baik, pengurangan korosi pada
drill string, perbaikan pada sifat sifat lumpur, +iscositas dan tekanan pompa
boleh-dapat dikurangi, *ater loss turun, mud cake turun (mud cake tipis) dan
mengurangi bailling (terlapisnya alat oleh padatan lumpur) pada drill string.
0iscositas dan gel lebih mudah dikontrol bila emulsifiernya uga bertindak
sebagai thinner.
:mumnya oil in *ater emultion mud dapat bereaksi dengan penambahan
'at dan adanya kontaminasi sama seperti lumpur aslinya. Semua minyak (crude)
dapat digunakan, tetapi lebih baik bila digunakan minyak refinery (refinery oil)
yang mempunyai sifat sifat sbb !
%. :ncracked (tidak perpecah pecah molekulnya) supaya stabil
/. Elash point tinggi, untuk mencegah bahaya api
$. niline number tinggi (lebih dari %44) agar tidak merusakan karet karet
dipompa-circulation system
3. Pour point rendah, agar bisa digunakan untuk bermacam macam
temperatur
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
37/39
1euntungan lainnya adalah bah*a karena bau serta fluorecensinya lain
dengan crude oil (mungkin yang berasal dari formasi), maka ini berguna untuk
pengamatan cutting oleh geolog dalam menentukan adanya minyak di pemboran
tersebut. danya karet laret yang rusak dapat dicegah dengan penggunaan karet
sintesis
1. Fre =a#er !n =a#er Emu' !on Mu& .
Eresh *ater oil in *ater emultion mud adalah lumpur yang mengandung
Ca5l sampai sekitar 98.888 ppm. &umpur emultion ini dibuat dengan
menambahkan emulsifier (pembuat emulsi) ke *ater base mud diikuti dengan
se umlah minyak yang biasanya 4 /4@ +olume. 6enis emulsifier bukan sabun
lebih disukai karena ia dapat digunakan dalam lumpur yang mengandung
larutan 5a tanpa memperkecil emulsifiernya dalam hal efesiensi. mulsifikasi
minyak dapat bertambah dengan agitasi (diaduk) dan pen agaannya secara
periodic ditambahkan minyak dan emulsifier.
#aintenancenya terdiri dari penambahan minyak dan emulsifier secara
periodik. 6ika sebelum emulsifikasi lumpurnya mengandung persentase clay
yang tinggi, pengenceran dengan se umlah air perlu dilakukan untuk
mencegah kenaikan +iscositas. 1arena keuntungan dalam pemboran dan
mudahnya pengontrolan maka lumpur ini disukai orang.
%. ,a'# =a#er O!' !n =a#er Emu' !on Mu&
Salt *ater oil in *ater absorption mud mengandung paling sedikit 98.888
ppm Ca5l dalam fasa cairnya. mulsifikasi dilakukan dengan emulsifier
agent organik. &umpur ini biasanya mempunyai p2 diba*ah ;, dan cocok
untuk digunakan pada daerah dimana perlu dibor garam massi+e atau lapisan
lapisan garam. mulsi ini mempunyai keuntungan keuntungan seperti uga
pada fresh *ater emultion ! pertama densitasnya kecil, kedua filtration loss
sedikit dan mud cake tipis dan lubrikasi lebih baik. &umpur demikian
mempunyai tendensi untuk foaming yang bisa dipecahkan dengan
penambahan surface acti+e agent tertentu. #aintenance lumpur ini sama
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
38/39
dengan salt mud biasa kecuali perlunya menambah emulsifier, minyak dan
surface acti+e defoamer (anti foam).
3.1.*.3. O!' Ba e an& O!' Ba e Emu' !on Mu&
&umpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinunya. 1omposisinya
diatur agar kadar airnya rendah ($ 4@ +olume). Relatif lumpur ini tidak sensitif
terhadap kontaminant. 7etapi airnya adalah kontaminan karena memberi efek
negatif bagi kestabilan lumpur ini. :ntuk mengontrol +iscositas, menaikan gel
strength, mengurangi efek kontaminan air dan mengandung filtare loss, perluditambahkan 'at 'at kimia.
Eungsi oil base mud didasarkan pada kenyataan bah*a filtratnya adalah
minyak karena itu tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif baik
terhadap formasi biasa maupun formasi produktif ( uga untuk kompletion mud).
Eungsi terbesar adalah pada completion dan *ork o+er sumur. 1egunaan lain
adalah untuk melepaskan drill pipe yang ter epit, mempermudah pemasangan
casing dan liner.Oil base mud ini harus ditempatkan pada suatu tanki besi untuk
menghindarkan kontaminasi air. Rig harus dipersiapkan agar tidak kotor dan
bahaya api berkurang. Oil base emultion dan lumpur oil base mempunyai minya
sebagai fasa kontinu dan air sebagai fasa tersebar. :mumnya oil base emulsion
mud mempunyai faedah yang sama seperti oil base mud, yaitu filtratnya minyak
dan karena menghidratkan shale-clay yang sensitif. Perbedaan utamanya dengan
oil base mud bah*a air ditambahkan sebagai tambahan yang berguna (bukan
kontaminasi).
3.1.*.). Ga eou (r!''!ng F'u!&
Digunakan untuk daerah daerah dengan formasi keras dan kering dengan
gas atau udara dipompakan pada annulus, salurannya tidak boleh bocor.
-
8/12/2019 Bab III Lumpur
39/39
1euntungan cara ini adalah penetration rate lebih besar, tetapi adanya
formasi air dapat menyebabkan bit bailing (bit dilapisi cutting-padatan padatan)
dan pipe sticking yang merugikan. 6uga tekanan formasi yang besar tidak
membenarkan digunakannya cara ini, tapi sebaliknya formasi dengan tekanan
kecil cocok dengan cara ini. Penggunaan natural gas membutuhkan penga*asan
yang ketat pada bahaya api. &umpur ini uga baik untuk completion pada 'one
'one dengan tekanan rendah.
7elah dibuktikan dengan data data dari lapangan dan laboratorium, bah*a
udara dan gas merupakan drilling fluid yang lebih baik dari pada cairan seperti
lumpur, daam hal penetration rate, mupun dalam menanggulangi lost circulation
dan untuk *ell completion. Penetration rate dapat naik, terutama disebabkan oleh
tidak adanya kolom lumpur yang besar pada formasi yang mana menyebabkan
formasi men adi liat dan sulit dibor, selain itu penggunaan udara menyebabkan
formasi mudah men adi pecah serta cutting mudah dibersihkan, hanya cara ini
tidak dapat digunakan pada pemboran *ild cat atau eksplorasi. Suatu cara
pertengahan antara lumpur cair dengan gas adalah aerated mud drilling dimana
se umlah besar udara (lebih dari ;4@) ditekan pada sirkulasi lumpur untuk
memperendah tekanan hidrostatik (untuk lost circulation 'one), mempercepat
pemboran dan mengurangi biaya pemboran.
top related