bab iii lumpur

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


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.


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


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 !


5/39


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


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


8/39

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


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.


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.


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.


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


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.


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


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.


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 %


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


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.


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 !


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


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.


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.


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


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 ($


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.


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.


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.


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.


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


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 !


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


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 %


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


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


35/39


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


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


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.


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.

bab iii lumpur

Documents