laporan alp
TRANSCRIPT
-
8/15/2019 Laporan Alp
1/105
1
BAB I
PENDAHULUAN
Lumpur pemboran adalah fluida yang dipakai, yang didesain untuk
membantu proses pemboran. Salah satu faktor yang menentukan berhasil tidaknya
suatu pemboran adalah pada lumpur bor. Karena berbagai faktor pemboran yang
ada maka lumpur pemboran mutlak diperlukan pada proses tersebut. Pada
mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran
(cutting) . Seiring dengan berkembangnya teknologi, lumpur mulai digunakan
untuk mengangkat cutting. Untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur, zat-zat kimia
(additive) ditambahkan ke dalam lumpur dan akhirnya digunakan pula udara dan
gas untuk pemboran walaupun lumpur tetap digunakan.
Lumpur pemboran adalah fluida yang dipakai, yang didesain untuk
membantu proses pemboran. Fungsi suatu lumpur pemboran ditentukan oleh
komposisi kimia dan sifat fisik lumpur. Kesalahan dalam mengontrol sifat fisik
lumpur akan menyebabkan kegagalan dari fungsi lumpur yang pada gilirannya
dapat menimbulkan hambatan pemboran dan akhirnya menimbulkan kerugian
besar.
Secara umum lumpur pemboran mempunyai tiga komponen atau fasa,
yaitu:
1. Fraksi cairan :
a. Air.
b. Minyak.c. Emulsi minyak dan air.
2. Fraksi padat
a. Reaktif solid (clay, bentonite, attapulgite).
b. Innert solid.
3. Fraksi Additive
a. Material pemberat.
b. Filtration loss reduce agent.
-
8/15/2019 Laporan Alp
2/105
2
c. Viscousifier.
d. Thinner.
e. PH Adjuster (pengontrol).
f. Shale stabilisator agent.
Adanya bermacam-macam fraksi tersebut, maka Zaba dan Doherty
(1970),mengelompokan lumpur bor berdasarkan fasa fluidanya, menjadi :
1. Lumpur air tawar (fresh water Mud).
Adalah lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan (kalau ada) kadar
garam yang kecil (kurang dari 10000 ppm = 1 % berat garam). Jenis-jenis
lumpur fresh water muds adalah : Spud Mud, Natural Mud, Bentonite –
treated mud, Phosphate treated mud, Organic colloid treated mud, “Red” mud,
Calcium mud, Lime treated mud, Gypsum treated mud dan Calcium salt.
A. Spud Mud, adalah lumpur yang digunakan pada pemboran awal atau
bagian atas bagi conductor casing. Fungsi utamanya adalah untuk mengangkat
cutting dan membuka lubang di permukaan.
B. Natural Mud, yaitu dibentuk dari pecahan-pecahan cutting dalam fasa cair,
sifat-sifatnya bervariasi tergantung formasi yang di bor. Lumpur ini digunakan
untuk pemboran yang cepat seperti pemboran pada surface casing.
C. Bentonite – treated Mud, yaitu mencakup sebagian besar dari tipe-tipe air
tawar. Bentonite adalah material paling umum yang digunakan untuk koloid
inorganic yang berfungsi mengurangi filtrate loss dan mengurangi tebal mud
cake. Bentonite juga menaikkan viscositas.
D. Phospate treated Mud, yaitu mengandung polyphospate untuk mengontrol
viscositas gel strength dan juga dapat mengurangi filtrate loss serta mud cake
dapat tipis.
-
8/15/2019 Laporan Alp
3/105
3
E. Organic colloid treated Mud, terdiri dari penambahan pregelatinized starch
atau carboxymethyl cellulose pada lumpur yang digunakan untuk mengurangi
filtration loss pada fresh water mud.
F. Red Mud, yaitu mendapatkan warnanya dari warna yang dihasilkan oleh
treatment dengan cautic soda dan gueobracho (merah tua). Jenis lumpur ini
adalah alkaline tannate treatment dengan penambahan polyphospate untuk
lumpur dengan pH dibawah 10.
G. Calcium Mud, yaitu lumpur yang mengandung larutan calcium (di
sengaja). Calcium bisa ditambah dengan bentuk slake lime (kapur mati),
semen, plaster (CaSO4) atau CaCl2.
2. Lumpur air asin ( Salt water Mud).
Lumpur ini digunakan terutama untuk membor garam massive (salt dome)
atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran
air garam yang terbor. Filtrate loss-nya besar dan mud-cake-nya tebal bila
tidak ditambah organic colloid, pH lumpur dibawah 8, karena itu perlu
presentative untuk menahan fermentasi starch. Jika salt mudnya mempunyai
pH yang lebih tinggi, fermentasi terhalang oleh basa. Suspensi ini bisa
diperbaiki dengan penggunaan attapulgite sebagai pengganti bentonite.
Adapun jenis-jenis lumpur salt water mud adalah : Unsaturated salt water
mud, Saturated salt-water mud dan Sodium-Silicate muds.
3. Oil in water emulsion Mud.
Pada lumpur ini, minyak merupakan fasa tersebar (emulsi) dan air sebagai
sebagai fasa kontinu. Jika pembuatannya baik, filtratnya hanya air. Sebagai
dapat digunakan baik fresh maupun salt water mud. Sifat-sifat fisik yang
dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur, volume filtrat, tebal mud
cake dan pelumasan. Segera setelah emulsifikasi, filtrate loss berkurang.
-
8/15/2019 Laporan Alp
4/105
4
Keuntungannya adalah bit yang lebih tahan lama, penetration rate naik,
pengurangan korosi pada drillstring, perbaikan pada sifat-sifat lumpur
(viskositas dan tekanan pompa boleh/dapat dikurangi, water loss turun, mud
cake tipis) dan mengurangi balling (terlapisnya alat oleh padatan lumpur) pada
drillstring.
4. Oil base dan Oil base emulsion Mud.
Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinunya. Komposisinya
diatur agar kadar airnya rendah (3 – 5% volume). Relatif lumpur ini tidak
sensitif terhadap kontaminan. Tetapi airnya adalah kontaminan karena
memberi efek negatif bagi kestabilan lumpur ini. Untuk mengontrol
viskositas, menaikkan gel strength, mengurangi efek kontaminasi air dan
mengurangi filtrate loss perlu ditambahkan zat-zat kimia. Manfaat oil base
mud didasarkan pada kenyataan bahwa filtratnya adalah minyak karena itu
tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif baik terhadap formasi
maupun formasi produktif (jadi ia juga untuk completion mud). Kegunaan
terbesar adalah pada completion dan work-over sumur.
5. Gaseuos drilling fluids.
Digunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering.
Lumpur pemboran mempunyai pengaruh yang penting dalam suatu operasi
pemboran minyak, gas dan panas bumi. Kecepatan pemboran, efisiensi,
keselamatan dan biaya pemboran sangat tergatung pada lumpur pemboran yang
dipakai. Pada dasarnya fungsi utama lumpur pemboran adalah untuk :
1. Mengangkat serbuk bor ke permukaan.
2. Mengontrol tekanan formasi.
3. Mendinginkan pahat dan melumasi bit dan drill string .
4. Membersihkan dasar lubang bor.
5. Membantu dalam penilaian formasi.
6. Melindungi formasi produktif.
-
8/15/2019 Laporan Alp
5/105
-
8/15/2019 Laporan Alp
6/105
6
BAB II
PENGUKURAN DENSITAS, SAND CONTENT DANKADAR MINYAK PADA LUMPUR PEMBORAN
2.1. Tujuan Percobaan
1. Mengenal material pembentuk lumpur pemboran serta fungsi
utamanya.
2. Menentukan densitas lumpur pemboran dengan menggunakan mud
balance 3. Menentuka kandungan pasir dalam lumpur pemboran
4. Mengetahui besarnya kadar pasir (%) yang terkandung dalam lumpur
pemboran
5. Meneentukan kadar minyak dan padatan yang terdapat dalam lumpur
bor (emulsi).
2.2. Teori Dasar
2.2.1 Densitas Lumpur
Lumpur memiliki peranan yang sangat besar dalam menentukan
keberhasilan suatu operasi pemboran sehingga perlu diperhatikan sifat-
sifat dari lumpur tersebut seperti densitas, viskositas , gel strength ataupun
filtration loss . Densitas lumpur berhubungan langsung dengan fungsi
lumpur bor sebagai penahan tekanan formasi. Dengan densitas lumpur
yang terlalau besar akan menyebabkan lumpur hilang ke formasi ( loss
circulation ), sedangkan apabila densitas lumpur bor terlalu kecil akan
menyebabkan kick (masuknya fluida formasi ke dalam lubang sumur).
Oleh karena itu, densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan
formasi yang akan dibor.
Densitas lumpur dapat menggambarkan gradient hidrostatik dari
lumpur bor dalam psi/ft. Namun, di lapangan umumnya dipakai satuan
pound per gallon (ppg)
-
8/15/2019 Laporan Alp
7/105
7
Dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:
1. Volume setiap material adalah additive :
2. Jumlah berat adalah additive, maka :
Keterangan :
Vs = Volume solid, gallon
Vml = Volume lumpur lama, gallon
Vmb= Volume lumpur baru, gallon
ρs = densitas solid, ppg
ρml = densitas lumpur lama, ppg
ρmb = densitas lumpur baru, ppg
dari persamaan 1 dan 2 di dapat :
Vs =(ρmb - ρml ) ml
ρs-ρmb
Karena zat pemberat (solid) beratnya adalah :
Ws = s x ρs
Bila dimasukkan ke persamaan 3 :
Ws=ρmb- ρml ml
ρs-ρmb ρs
% volume solid :
smb
x 100 =ρmb- ρml
ρs- ρml x 100
Vs + Vml = Vmb
ρs s + ρml ml = ρmb mb
-
8/15/2019 Laporan Alp
8/105
8
% berat solid :
ρs sρmb mb
x 100 =ρmb- ρml ρsρs- ρml ρml
x 100
Maka bila yang digunakan sebagai solid adalah barite dengan SG 4.3
untuk menaikkan densitas lumpur lama seberat ρml ke lumpur baru
sebesar ρmb setiap bbl, lumpur lama memerlukan berat solid, Ws
sebanyak :
Ws = 684ρmb - ρml
35.8 - ρmb
Keterangan :
Ws = berat solid zat pemberat , kg barite/bbl lumpur.
Sedangkan jika yang digunakan sebagai pemberat adalah bentonite dengan
SG 2.5 maka untuk tiap barrel lumpur diperlukan :
Ws = 398ρmb - ρml
2.5 - ρmb
Ws = kg bentonite/bbl lumpur lama
2.2.2 Sand Content
Tercampurnya serpihan-serpihan formasi ( cutting ) ke dalam
lumpur pemboran akan membawa pengaruh pada operasi pemboran.
Serpihan-serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan dapat
mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini
akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh karena itu, setelah
-
8/15/2019 Laporan Alp
9/105
9
lumpur disirkulasikan harus mengalami proses pembersihan terutama
menghilangkan partikel-partikel yang masuk ke dalam lumpur selama
sirkulasi. Alat- alat yang biasa digunakan disebut dengan ” Conditioning
Equipment ”, antara lain :
Shale shaker
Fungsinya membersihkan lumpur dari serpihan-serpihan atau cutting
yang berukuran besar. Penggunaan screen (saringan) untuk problematika
padatan yang terbawa dalam lumpur menjadi salah satu pilihan dalam
solid control equipment. Solid/padatan yang mempunyai jari-jari yang
lebih besar dari jari-jari screen akan tertinggal/tersaring dan dibuang,
sehingga jumlah solid dalam lumpur bisa terminimalisasi. Jari-jari screen
di set agar polimer dalam lumpur tidak ikut terbuang. Kerusakan screen
bisa diperbaiki dan diganti.
Gambar 2.1 Shale Shaker
Degassser
Funsinya membersihkan lumpur dari gas yang mungkin masuk ke
lumpur pemboran. Alat ini sangat berfungsi pada saat pemboran
menembus zona permeable , yang ditandai dengan pemboran menjadi
lebih cepat, densitas lumpur berkurang dan volume lumpur pada mud pit
bertambah.
-
8/15/2019 Laporan Alp
10/105
10
Gambar 2.2 Degasser
Desander
Fungsinya membersihkan lumpur dari partikel-partikel padatan yang
berukuran kecil yang biasanya lolos dari shale shaker.
Gambar 2.3 Desander Desilter
Fungsinya sama dengan desander tetapi desilter dapat membersihkan
lumpur dari partikel-partikel yang berukuran lebih kecil. Penggunaan
desilter dan mud cleaner harus dioptimalisasi oleh beberapa faktor seperti :
berat lumpur, biaya fasa liquid, komposisi solid dalam lumpur, biaya fasa
liquid, biaya logistik yang berhubungan dengan bahan kimia dan lain-lain.
Biasanya berat lumpur yang dikehendaki sekitar 10.8 biasanya lebih
-
8/15/2019 Laporan Alp
11/105
11
praktis dengan menggunakan mud cleaner dibandingkan dengan
penyaringan dengan screen terkecil. Selain itu penggunaan mud cleaner
lebih praktis juga lebih murah
Penggambaran sand content dari lumpur pemboran merupakan
prosentase volume dari partikel-partikel yang diameternya lebih besar dari
74 mikron. Hal ini dilakukan melalui pengukuran degan saringan tertentu.
Jadi persamaan untuk menentukan kandungan pasir ( sand content ) pada
lumpur pemboran adalah :
n=sm
x 100
Dimana :
n = kandungan pasir
Vs = Volume pasir dala lumpur
Vm = Volume lumpu
2.3. Peralatan dan Bahan2.3.1. Alat
Mud balance Retort kit Multi mixer Wetting agent Sand Content Set
Gelas ukur 500 cc
-
8/15/2019 Laporan Alp
12/105
12
Gambar 2.4 Sand content set Gambar 2.5 Timbangan
Gambar 2.6 M ud Bal anceGambar 2.7 Gelas Ukur
Gambar 2.8 Retort K it
-
8/15/2019 Laporan Alp
13/105
13
2.3.2. Bahan
Barite Bentonite Aquades
Gambar 2.9 AquadesGambar 2.10 Bentonite
Gambar 2.11 Bari te
2.4 Prosedur Percobaan
1. Densitas Lumpur
a) Mengkalibrasi peralatan mud balance sebagai berikut Membersihkan peralatan mud balance
Mengisi cup dengan air hingga penuh, lalu tutup dan dibersihkan
bagian luarnya. Keringkan dengan kertas tissue.
Meletakkan kembali mud balance pada kedudukan semula Rider ditempatkan pada skala 8.33 ppg Mencek pada level glass bila tidak seimbamg atur calibration
screw sampai seimbang
b) Menimbang beberapa zat yang digunakan.
-
8/15/2019 Laporan Alp
14/105
14
c) Menakar air 350 cc dan dicampur dengan 22.5 gr bentonite. Caranya
air dimasukkan dalam bejana lalu dipasang multi mixer dan bentonite
dimasukkan sedikit demi sedikit setelah multi mixer dijalankan.
Selang beberapa menit setelah dicampur, bejana diambil dan isi cup
mud balance dengan lumpur yang telah dibuat.
d) Cup ditutup dan lumpur yang melekat pada dinding bagian luar dan
tutup cup dibersihkan.
e) Meletakkan balance arm pada kedudukan semula, lalu mengatur
rider hingga seimbang. Baca densitas yang ditunjukkan oleh skala.
f) Ulangi langkah lima untuk komposisi campuaran yang berbeda.
2. Sand Content
a) Isi tabung gelas ukur dengan lumpur pemboran dan tandai.
Tambahkan air pada batas berikutnya. Tutup mulut tabung dan
kocok dengan kuat.
b) Tuangkan campuran tersebut ke saringan. Biarkan cairan mengalir
keluar melalui saringan. Tambahkan air ke dalam tabung, kocok dan
tuangkan kembali ke saringan. Ulangi hingga tabung menjadi bersih.
Cuci pasir yang tersaring pada saringan untuk melepaskan sisa
lumpur yang melekat
c) Pasang funnel pada sisi atas sieve . Dengan perlahan-lahan balik
rangkaian tersebut dan masukkan ujung funnel ke dalam gelas ukur
hanyutkan pasir ke dalam tabung dengan menyemprotkan air melalui
saringan hingga semua pasir tertampung dalam gelas ukur. Biarkan
pasir mengendap. Dari skala yang ada pada tabung, baca persen
volume dari pasir yang mengendap.
d) Catat sand content dari umpur dalam persen volume.
-
8/15/2019 Laporan Alp
15/105
15
2.5. Data dan Hasil Percobaan
Data hasil percobaan adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1 Data Densitas dan Sand Content Hasil Percobaan
No Lumpur Dasar
Air (cc)
Bentonite Barite
(gram)
Calcium
Carbonate
(gram)
Densitas
(ppg)
Sand Content
(% volume)
1 350 25 0 8.65 0.50
2 350 25 2 8.70 0.50
3 350 25 5 8.75 0.50
4 350 25 10 8.75 0.75
5 350 25 15 8.80 0.75
2.6. Pembahasan
2.6.1. Pembahasan Praktikum
Pada praktikum ini terdapat lumpur dasar yang terdiri dari
campuran 350 cc air dan 25 gram bentonite. Pada keadaan normal, lumpur
dasar memiliki densitas 8.65 ppg dan sand content 0.50 . Saat ditambahkan barite sebanyak 2 gram, densitas meningkat menjadi 8.70 ppg dengan
harga sand content tetap. Kemudian ditambahkan lagi bentonite sebanyak
5 gram, harga densitas meningkat menjadi 8.75 dengan sand content yang
tetap. Pada penambahan carbonite sebanyak 15 gram sand content pun
juga ikut meningkat.
Pada dunia perminyakan pengukuran densitas dan sand content
merupakan hal yang penting untuk dilakukan, karena jika tidak densitasyang terlalu besar akan mengakibatkan loss circulation dan jika terlalu
rendah akan menyebabkan kick. Harga sand content yang terlalu tinggi
dapat menaikkan densitas yang kemudian akan menambah beban pompa
sirkulasi lumpur. Oleh karena penambahan zat additive diatas dapat
mengontrol sand content dan densitasnya.
-
8/15/2019 Laporan Alp
16/105
16
2.6.2 Pembahasan Soal
1. Apakah yang dimaksud dengan fluida pemboran dan lumpur
pemboran?
Fluida pemboran adalah fluida yang diinjeksikan kedalam lubang
bor yang berfungsi untuk membersihkan lubang pemboran.
Lumpur Pemboran adalah campuran fluida yang komplek yang
terdiri atas zat kimia dan padatan yang secara terus – menerus
dipompakan dan disirkulasikan dari mud pits ke lubang sumur.
2. Sebutkan dan jelaskan fungsi dari penggunaan lumpur pemboran ? (minimal 5 )
Mengangkat cutting kepermukaan Mengontrol tekanan formasi Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string Membersihkan dasar lubang bor Melindungi formasi produktif
Sebagai media logging Menahan sebagian berat drill string Membantu stabilisasi formasi
3. Apa yang dimaksud dengan plug-flow, laminar-flow dan turbulen -
flow ?
Plug-flow adalah sebuah modif sederhana dan profil kecepatan
fluida yang mengalir dalam pipa dimana kecepatan diasumsikan
konstan. Laminer-flow adalah kelajuan gerak yang kecil dengan dimensi
vector kecepatannya berubah.
Turbulen-flow adalah bahwa partikel dalam fluida mengalami
perubahan kecepatan dari titik ke titik dan dari waktu ke waktu
berlangsung secara tidak langsung
-
8/15/2019 Laporan Alp
17/105
17
4. Sebutkan dan jelaskan komponen dari fasa pembentuk lumpur
pemboran ?
1) Fasa Cairan
Fasa cair lumpur pemboran pada umumnya dapat berupa air,
minyak, atau campuran air dan minyak.
2) Fasa Padat
Fasa padat dibagi dalam dua kelompok, yaitu padatan dengan berat
jenis rendah dan padatan dengan berat jenis tinggi. Padatan berat
jenis rendah dibagi menjadi dua, yaitu
Reaktif Solid : Padatan yang bereaksi dengan air membentuk
koloid (clay)
Innert solid : zat padat yang tak bereaksi.
3) Fasa Additive
Fasa additive atau fasa kimia; merupakan bagian dari system yang
digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur.
5. Jelaskan mengapa pengontrolan densitas pada lumpur perlu dilakukan?
Karena adanya densitas lumpur bor yang terlalu besar akan
menyebabkan lumpur hilang keformasi ( lost circulation ). Sedangkan
apabila terlalu kecil akan menyebabkan kick, maka densitas leumpur
harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan di bor.
6. Ada empat komponen pada lumpur pemboran, sebutkan dan jelaskan ! Fase cair minyak / air, 75 % lumpur pemboran menggunakan air,
apabila kandungan minyak lebih dari 90 % maka disebut oil base
apabila minyaknya 50-70 % maka disebut invert emulsion
Padatan reaktif adalah koloid air tawar yaitu padatan yang
bereaksi dengan air membentuk koloid (clay).
Inert solid adalah zat padatan yang tidak bereaksi Fase kimia digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur dan
mengurangi water loss
-
8/15/2019 Laporan Alp
18/105
18
7. Ada 4 hal yang mempengaruhi pengangkatan cutting ke permukaan,
sebutkan !
Kecepatan fluida di annulus Densitas Viskositas Luasan permukaan / bentuk dari pada partikel serbuk bor
8. Jika dilihat pada tabel data hasil percobaan diatas, jenis additive apa
yang telah digunakan ? serta jelaskan maksud dari ditambahkannya
additive tersebut ?
Barite dan CaCO 3 kedua additive digunakan untuk menaikkan
densitas.
9. Jika diketahui SG dari Bentonite adalah 2,6. Hitung dan perkirakan SG
dari barite (berdasarkan data hasil percobaan) !
Diketahui :
ρ (ρ ) = 8,33 ppg
SG Bentonite = 2,6
Ditanya : SG Barrite dan SG CaCO 3 =….?
Penyelesaian :
ρ (ρ lumpur ) = ρ air x SG Bentoni
= 8.33 x 2.6
= 21.658 ppg
Barite
0,50=21.658-8,33
8,33 x arite - 8,33
4,165 arite -4,165 =13,3284,165 arite
=17,493
arite =4,2
CaCO 3 = 6,2475 – SG CaCO 3 – 6,2475 = 13,328
6,2475 – SG CaCO 3 = 19,5755
-
8/15/2019 Laporan Alp
19/105
19
SG CaCO 3 = 3,13
10. Jika saudara bekerja sebagai Mud Engineer pada suatu operasi
pemboran, berdasarkan pengalaman densitas lumpur yang akan
digunakan berkisar antara 9-14 ppg. Dari dua jenis material pemberat
diatas material manakah yang akan saudara gunakan ? berikan
alasannya!
Dari dua material pemberat diatas yang akan saya pilih adalah barite
karena kandungan pasirnya kecil dan lebih ekonomis.
11. Apa yang terjadi jika pada operasi pemboran, jika lumpur pemboran
bersifat asam?
Akan menyebabkan korosi pada peralatan pemboran
12. Jelaskan apa pengaruh dari serpihan pasir pada operasi pemboran dan
bagaimana mengatasinya dalam operasi pemboran?
Pengaruhnya :
a. Bersifat abrasif atau mengikis.
b. Dapat menyebabkan berat jenis lumpur akan naik dan hal ini
akan menyebabkan berat jenis lumpur semakin besar.
Mengatasi :
a. Menaikkan densitas lumpur maka akan menaikkan gaya
bouyancy factor yaitu gaya partikel yang berlawanan dengan
arah gravitasi sehingga menaikkan kemampuan mengangkat
material ke permukaan dengan tekanan pompa besar .
b. Viskositas dan gel strength dinaikkan untuk mencegah
pengendapan di bottom hole. Setelah lumpur disirkulasikan
harus melalui proses pembersihan terutama menghilangkan
partikel – partikel yang masuk kedalam lumpur selama
sirkulasi. Alat – alat yang digunakan disebut Conditioning
Equipment.
-
8/15/2019 Laporan Alp
20/105
20
13. Galena ( PbS ) mempunyai harga sekitar 7,5 dan dapat digunakan
untuk membuat lumpur dengan densitas lebih dari 19 ppg. Jelaskan
mengapa material ini jarang digunakan sebagai density control
additive dan hanya digunakan untuk masalah – masalah pemboran
khusus.?
Galena digunakan untuk masalah pemboran khusus karena SG galena
tinggi sehingga mampu menaikkan densitas mencapai > 19 ppg.
14. Suatu saat saudara berada dilokasi pemboran . pada saat itu bit
mencapai kedalaman 1600ft. Saudara diharuskan menaikkan densitas
dari 350bbl lumpur 15 ppg menjadi 25 ppg dengan menggunakan
barite ( SG = 4,2 ) dengan catatan bahwa volume akhir tidak dibatasi
hitung jumlah barite yang dibutuhkan ( dalam lb ) !
Diketahui :
Vml = 350 ml 1 ppg = 0,12 gr/cc
ρml = 1 5 ppg
ρmb = 25 ppg
SG Barite = 4,2 x 0,12 gr/cc
= 35 ppg
Vml = 350 bbl x 42 gal/bbl
= 14700 gal
Ditanyakan : W Barite ? Penyelesaian :
W Barite =( 25-15 )
ρs-ρmb x ml x ρbarite
=(25-15 )
35-25 x 14700 gal x 35 ppg
= lb
15. Mengapa bentonite digunakan sebagai bahan dalam pembuatan fresh
water base mud ? Apa keunikan / kekhususan yang dimilikki
bentonite dibandingkan dengan material – material clay lainnya yang
menyebabkan bentonite biasa digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan fluida water base mud ?
-
8/15/2019 Laporan Alp
21/105
21
Karena bentonite reaktif solid yaitu padatan yang bereaksi dengan air
sehingga dapat menyebabkan pembentukkan koloid. Keunikkan dari
bentonite itu sendiri adalah jika dicampur dengan air, maka bentonite
akan menyebar, karena muatan negatif pada permukaan plat – plat
materialnya akan saling tidak menolak dan pada saat itu akan
menyerap air sehingga membentuk koloid.
16. Apabila kita ingin membuat salt water base mud, material clay apakah
yang akan digunakan ?
Material yang digunakan jika ingin membuat salt water adalah air
asin.
17. Apakah ada hubungannya antara batasan temperature yang dibandung
oleeh lumpur pemboran terhadap sifat densitas lumpur ?
Ada, karena temperature memiliki pengaruh terhadap densitas,
semakin tinggi temperature, maka densitas akan semakin kecil,
begitupun sebaliknya
18. Sebutkan 5 material bahan kimia / merk dagang produk yang
termasuk kedalam weighting agent material ?
Barite, Hematite, Bentonite, Calcium Carbonate, Ilminite.
19. Sebutkan peralatan-peralatan pemboran yan g disebut “conditioning
equipment” dan jelaskan !
Shale shaker (Membersihkan lumpur dari serpihan-serpihan atau
cutting yang berukuran besar)
Degasser (Membersihkan lumpur dari gas yang mungkin masuk ke
lumpur pemboran)
Desander (Membersihkan lumpur dari partikel-partikel padatan
yang berukuran kecil yang biasanya lolos dari shale shaker)
Desilter (Sama dengan desander tetapi desilter dapat
membersihkan lumpur dari partikel-partikel yang berukuran lebih
kecil)
-
8/15/2019 Laporan Alp
22/105
22
2.7. Kesimpulan
1. Densitas yang terlalu tinggi dapat menyebabkan loss circul ation dan
densitas yang terlalu rendah dapat menyebabkan kick.
2. Penambahan barite dari 2-5 gram meningkatkan harga densitas sebesar
8.70 dan 8.75 ppg , serta harga sand content yang tetap 0.50 %.
3. Penambahan calcium carbonate dari 10-15 gram meningkatkan harga
densitas sebesar 8.75 dan 8.80 ppg , dengan harga sand content
meningkat dari 0.50 % menjadi 0.75 %.
4. Peningkatan harga sand content dapat meningkatkan harga densitas.
5. Barite dan calcium carbonate merupakan zat additive yang dapat
meningkatkan densitas lumpur pemboran.
-
8/15/2019 Laporan Alp
23/105
23
BAB III
PENGUKURAN VISKOSITAS DAN GEL STRENGTH
3.1 Tujuan Percobaan
1. Menentukan viskositas relatif lumpur pemboran dengan menggunakan
Marsh funnel.
2. Menentukan viskositas nyata ( apparent viscosity ), plastic viscosity ,
yield point dan gel strength lumpur pemboran dengan menggunakan
Fann VG meter.
3. Memahami rheology lumpur pemboran.
4. Mengetahui efek penambahan thiner dan thickener pada lumpur
pemboran.
3.2. Teori Dasar
Viskositas didefinisikan sebagai kemampuan lumpur untuk
mengalir dalam suatu media. Satuan viskositas centipoice (cp). Alat yang
digunakan untuk menentukan viskositas adalah Marsh Funnel atau Fann
VG meter.
Kemampuan lumpur untuk membentuk gel (agar-agar) yang sangat
berguna pada saat round trip (pergantian pipa). Gel strength merupakan
salah satu indikator baik atau tidaknya lumpur pemboran. Gel strength
merupakan ukuran gaya tarik menarik partikel lumpur yang statik.
Viskositas dan gel strength merupakan bagian yang pokok dalam
sifat-sifat rheologi fluida pemboran. Pengukuran sifat-sifat rheology fluida
pemboran penting mengingat efektivitas pengangkatan cutting merupakan
fungsi langsung dari viskositas. Sifat gel pada lumpur juga penting pada
saat round trip sehingga dapat mencegah cutting mengendap didasar
sumur yang dapat menyebabkan kesukaran pemboran selanjutnya.
Viscositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik
tidaknya suatu lumpur.
-
8/15/2019 Laporan Alp
24/105
24
Fluida pemboran dalam percobaan ini adalah lumpur pemboran.
Lumpur pemboran ini mengikuti model-model rheologi bingham plastic ,
power law . Bingham plastic merupakan model sederhana untuk fluida non
newtonian.
Yang dimaksud dengan fluida non newtonian adalah fluida yang
mempunyai viskositas tidak konstan, bergantung pada besarnya geseran
( shear rate ) yang terjadi. Pada setiap shear rate tertentu fluida mempunyai
viscositas yang disebut apparent viscosity dari fluida pada shear rate
tersebut.
Berbeda dengan fluida newtonian yang mempunyai viscositas yang
konstan, fluida non newtonian memperlihatkan suatu yield stress suatu
jumlah tertentu dari tahapan dalam yang harus diberikan agar fluida
mengalir seluruhnya.
Gambar 3.1 Kl asif ikasi F lu ida
-
8/15/2019 Laporan Alp
25/105
25
Gambar diatas merupakan garfik yang menggambarkan antara fluida
newtonian dan fluida non-newtonian. Pada fluida newtonian memiliki
viskositas yang konstan sehingga menunjukkan garis linier. Sedangkan
pada fluida non-newtonian memiliki viskositas yang tidak konstan
sehingga memiliki beberapa garis linier.
Dalam percobaan ini pengukuran viskositas yang sederhana
dilakukan dengan menggunakan alat marsh funnel. Viskositas ini adalah
jumlah detik yang dibutuhkan lumpur sebanyak 0.9463 liter untuk
mengalir keluar dari corong marsh funnel . Bertambahnya viscositas ini
direfleksikan dalam bertambahnya apparent viscosity . Untuk fluida non
newtonian, informasi yang diberikan marsh funnel memberikan suatu
gambaran rheology fluida yang tidak lengkap sehingga biasanya
digunakan untuk membandingkan fluida yang baru (awal) dengan kondisi
sekarang.
Viscosity plastic seringkali digambarkan sebagai bagian dari
resistensi untuk mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik.
Yield point adalah bagian dari reeistensi untuk mengalir oleh gaya
tarik menarik antar partikel. Gaya tarik menarik ini disebakan oleh
muatan-muatan pada permukaan partikel yang didespersi dalam fasa
fluida.
Gel strength dan yield point merupakan ukuran dari gaya tarik
menarik dalam suatu sistem lumpur. Bedanya gel strength merupakan
ukuran gaya tarik menarik yang statik sedangkan yield point merupakan
ukuran gaya tarik menarik yang dinamik.
3.2.1. Penentuan harga Shear Stress dan shear Rate
Harga shear stress dan shear rate yang masing-masing dinyatakan
dalam bentuk penyimpangan skala penunjuk (dial reading) dan RPM
motor, harus diubah menjadi harga shear stress dan shear rate dalam
satuan dyne/cm 2 dan detik 1 agar diperoleh harga viscosity dalam satuan
CP (25 centipoises). Adapun persamaanya adalah sebagai berikut :
-
8/15/2019 Laporan Alp
26/105
26
Τ = 5.007 x C
γ = 1.704 x RPM
dimana :
τ : shear stress , dyne/cm 2
γ : shear rate , detik -1
C : Dial Reading , derajat
RPM : revolution per minute dari rotor
3.2.2. Penentuan harga viscositas nyata ( apparent Viscosity )
Viscositas nyata µ a untuk setiap harga shear rate dihitung
berdasarkan hubungan :
100 xa
100)300( x
RPM
xC a
3.2.3. Penentuan plastic viskositas dan yield point
Untuk menentukan plastic viskositas (µ p) dan yield point (γ p)
dalam field unit digunakan persamaan Bingham Plastic sebagai berikut :
300600
300600
p
dengan memasukkan persamaan (1) dan (2) kedalam persamaan (5)
didapat :
µ p = C 600 – C300
γ b = C 600 – µ p
-
8/15/2019 Laporan Alp
27/105
27
dimana :
µ p : Plastic Viscosity, cp
γ b : yield point Bingham, lb/100 ft
C600 : Dial reading pada 600 RPM, derajat
C600 : Dial reading pada 300 RPM, derajat
3.2.4. Penentuan Harga Gel Strength
Harga gel strength dalam 100 lb/ft 2 diperoleh secara langsung dari
pengukuran dengan alat Fann VG. Simpangan skala penunjuk akibat
digerakkannya rotor pada kecepatan 3 RPM, langsung menunjukkan harga
gel strength 10 detik atau 10 menit dalam 100 lb/ft
3.3. Peralatan dan Bahan
3.3.1 Alat : Marsh Funnel Timbangan Gelas Ukur 500 cc Fann VG meter Mud Mixer Cup Mud Funnel
Gambar 3.2 M arsh F unnelGambar 3.3 Tim bangan
-
8/15/2019 Laporan Alp
28/105
28
Gambar 3.4 Gelas ukur Gambar 3.5 F ann VG M eter
Gambar 3.6 M ud M ixer Gambar 3.7 Cup Funnel
3.3.2 Bahan : Bentonite Air tawar (aquades) Bahan-bahan pengencer (Thinner)
Gambar 3.8 Bentoni te Gambar 3.9 Aquades
-
8/15/2019 Laporan Alp
29/105
29
3.4. Prosedur Percobaan
1. Membuat lumpur
Prosedur pembuatan lumpur sama dengan prosedur pembuatan lumpur
pada acara 1.
2. Cara Kerja Dengan Mars Funnel
a) Tutup bagian bawah dari mars funnel dengan jari tangan.
Tuangkan lumpur bor melalui saringan sampai lumpur
menyinggung bagian bawah saringan (1500 cc)
b) Setelah disediakan bejana yang telah tertentu isinya ( 1 quart = 946
ml). Pengukuran dimulai dengan membuka jari tadi sehingga
lumpur mengalir dan ditampung dengan bejana tadi.
c) Catat waktu yang diperlukan (detik) lumpur untuk mengisi bejana
tertentu isinya tadi.
3. Mengukur Shear Stress dengan fann VG
a) Isi bejana dengan lumpur sampai batas yang telah ditentukan.
b) Letakkan bejana pada tempatnya, serta atur kedudukannyasedemikian rupa sehingga rotor dan bob tercelup kedalam lumpur
menurut batas yang telah ditentukan.
c) Gerakkan rotor pada posisi High dan tempatkan kecepatan putar
rotor pada kedudukan 600 RPM. Pemutaran terus dilakukan
sehingga kedudukan skala (dial) mencapai keseimbangan. Catat
harga yang ditunjukkan skala.
d) Pencatatan harga yang dilakukan oleh skala penunjuk setelah
mencapai keseimbangan dilanjutkan untuk kecepatan 300, 200,
100, 6 dan 3 RPM dengan cara yang sama seperti diatas.
4. Pengukuran gel strength dengan fann VG
a) Setelah selesai mengukur shear stress , aduk lumpur dengan fann
Vg pada kecepatan 600 RPM selama 10 detik.
b) Matikan Fann VG kemudian diamkan lumpur selama 10 detik.
-
8/15/2019 Laporan Alp
30/105
30
c) Setelah 10 detik gerakkan rotor pada kecepatan 3 RPM. Baca
simpangan maksimum pada skala penunjuk.
d) Aduk kembali lumpur dengan Fan VG pada kecepatan rotor 600
RPM selama 10 detik. Ulangi kerja diatas untuk gel strength 10
menit (untutk gel strenght 10 menit, lama pendiaman lumpur 10
menit)
3.5. Data dan Hasil Percobaan
Dari percobaan diperoleh hasil sebagi berikut :
Tabel 3.1 Hasil Perh itungan V iscositas Dan Gel Strength
No Komposisi lumpur µrelative µ plastic YpGS 10detik
Gs 10menit
1 LD 52 3.5 21.5 3 10
2 LD + 2 gr dextrid 61 6 24 5 14
3 LD + 2.6 gr dexrtid - 11 27 18 72
4 LD + 3 gr bentonite 50 2 3.4 7 20
5 LD + 9 gr bentonite - 12 50 24 104
3.6. Pembahasan
3.6.1. Pembahasan Praktikum
Pada praktikum ini adalah menenukan sifat-sifat fisik lumpur
pemboran seperti viscositas, yield point, dan gel strength. Dari table
praktikum diatas diketahui lumpur dasar tanpa penambahan zat additive.
Pada lumpur dasar ini mempunyai viscositas relative sebesar 52 cp ,
viskositas plastic sebesar 3.5 cp , yield point sebesar 21.5 , dan gel strength
masing-masing pada 10 detik sebesar 3 dan pada 10 menit sebesar 10 . Saat
ditambah dengan 2 dan 2.6 gram dextrid terdapat perbandingan pada
viscositas relative, pada LD + 2 gr dextrid memliki viskositas relative
sebesar 61 cp , sedangkan pada LD + 2.6 gr dextrid tidak memiliki
-
8/15/2019 Laporan Alp
31/105
31
viscositas relative. Pada penambahan bentonite sebanyak 3 dan 9 gram
juga memliki perbandingan pada viscositas relative. Pada LD + 3 gr
bentonite memiliki viscositas sebesar 50 cp , sedangkan pada LD + 9 gr
bentonite tidak memiliki viscositas relative. Dari kedua additive tersebut,
dextrid dan bentonite, perubahan nilai gel strength terlihat sangat
signifikan saat ditambahkan bentonite daripada dextrid karena bentonite
yang ditambahkan dalam jumlah yang lebih banyak dibandingkan dextrid.
Pada dunia perminyakan pengukuran sifat fisik lumpur dari
komposisi lumpur bor bermanfaat, terutama pengukuran gel strength
karena apabila nilai dari Gel Strength besar dapat mempengaruhi proses
sirkulasi lumpur bor. Seperti bertambahnya beban pompa sirkulasi, cutting
sulit berpisah dari lumpur dan jika terlalu rendah cutting akan mengendap
di dasar sumur.
3.6.2. Pembahasan Soal
1. Apa yang dimaksud dengan viscosity, gel strength, dan clay ? dan
jelaskan masing-masing perannya di operasi pemboran !
Viscosity (gesekan yang ditmbulkan oleh fluida yang bergerak
atau benda padat yang bergerak pada fluida, perannya penting
untuk mengangkat cutting ke permukaan)
Gel strength (Ukuran gaya tarik-menarik yang static, perannya
untuk mencegah cutting mengendap di dasar sumur pada saat
round trip)
Clay (Padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid)
2. Sebutkan dan jelaskan 2 macam viskositas ! Viscositas dinamik (rasio antara shear stress dan shear rate,
disebut juga koefisien viscositas)
Viscositas kinematik (perbandingan antara viscositas dinamik
dengan densitasnya)
3. Pada rheology lumpur pemboran dikenal dengan 2 istilah, sebutkan
dan jelaskan !
-
8/15/2019 Laporan Alp
32/105
32
Yield point : produk yang didapat dalam sebuah proses
tertentu yang dinyatakan dalam persentasi Plastic viscosity : viscositas plastic yang dimiliki oleh lumpur
pemboran
4. Sebutkan 4 faktor yang menentukan besar tidaknya nilai dari viscositas
pada lumpur pemboran !
Viscositas relative Vicositas plastic Yield point Gel strength
5. Apa akibat dari viscositas lumpur pemboran yang terlalu tinggi dan
terlalu rendah !
Vicositas tinggi mengakibatkan sulitnya pemisahan cutting
dengan lumpur pemboran walau pun menggunakan alat
pemisah
Viscositas rendah mengakibatkan susahnya cutting terangkat
ke permukaan dan mengendap didasar sumur dan akan
menjepit alat pemboran
6. Apa akibat dari gel strength yang terlalu tinggi dan gel strength terlalu
rendah !
Gel strength yang terlalu tinggi akan menyebabkan lumpur terlalu
berat dan mengganggu siklus pemboran dan dapat mengakibatkan
pecah formasi, sedangkan jika terlalu rendah mengakibatkan serbuk
bor kembali mengendap didasar sumur
7. Apa yang dimaksud fluida Newtonian dan fluida non-Newtonian ? Fluida Newtonian : fluida yang mempunyai viscositas yang
konstan
Fluida non-Newtonian : fluida yang mempunyai viscositas
-
8/15/2019 Laporan Alp
33/105
33
8. Berdasarkan mineral-mineral yang dikandung suatu clay, maka pada
umumnya clay tersebut dapat dibagi menjadi 4 jenis, sebutkan dan
jelaskan !
Bentonitic Clay, Attapulgite, Ilite, dan Chlorite
9. Apakah ada hubungan antara gel strength dan partikel dari clay !
Ya , a da hubungan antara gel strength dan partikel clay. Karena sifat
gel strength suatu lumpur tergantung dari partikel clay yang
digunakan sebagai salah satu reactive solid dalam lumpur pemboran.
10. Sebutkan alat yang digunakan dalam mengukur gel strength dari suatu
lumpur !
Fann VG meter
11. Apa perbedaan antara stromer vicosimeter dengan marsh funnel ?
Stromer viscosimeter digunakan untuk menentukan viscositas
FLUIDA sedangkan marsh funnel adalah alat yang digunakan untuk
menghitung waktu yang digunakan lumpur untuk keluar dari corong
12. Apakah dextrid merupakan jenis additive ?
Ya, digunakan sebagai material balance
13. Dengan melihat data diatas, jelaskan maksud penambahan dextrid ke
dalam lumpur ?
Penambahan dextrid untuk meningkatkan viscositas plastic dan yield
point serta gel strength
14. Jelaskan bagaimana dextrid dapat melakukan fungsinya !
Additive tersebut bekerja dengan menaikkan viskositas platic yang
secara tidak langsung menaikkan viskositaanya.
15. Berikan penjelasan analogi antara dextrid dan bentonite jika
berdasarkan pada tabel hasil percobaan diatas !
Dextrid menyebabkan terjadinya kenaikan viskositas, gel strength dan
yield point, sedangkan bentonite menyebabkan terjadinya kenaikan
gel strength, namun menurunkan Yield point dan viscositas
16. Dari data diatas terlihat bahwa harga GS 10 menit selalu lebih besar
dari GS 10 detik, jelaskan !
-
8/15/2019 Laporan Alp
34/105
34
Karena untuk membentuk gel, lumpur memerlukan waktu dengan
penambahan kekerasan yang sebanding dengan funsi waktu.
17. Jelaskan arti istilah-istilah : Relatif viscosity : perbandingan antara plastic viscosity dengan
densitas.
Apparent viscosity : viscositas pada setiap shear rate (geseran)
tertentu.
Plastic viscosity : resistensi pada aliran akibat gesekan (dengan
media lain).
Bingham Yield Point : bagian dari resistensi untuk mengalir oleh
gara tarik menarik dari partikel yang dinamis.
Swab pressure : tekanan hisap yang dimiliki oleh lumpur pemboran
dan merupakan penurunan pressure saat drill string ditarik dari
lubang bor.
Surge pressure : tekanan dorong yang dimiliki oleh lumpur
pemboran dan juga digunakan untuk tekanan berdenyut, artinya
tekanan yang dihasilkan akibat pentupan valve tiba-tiba.
Proggesive gel : sifat gel strength dari lumpur yang kuat. Fragile gel : sifat gel strength dari lumpur yang lemah.
18. Jelaskan rheologi lumpur pemboran pada tekanan dan temperature
tinggi !
Tehadap sifat rheolgy lumpur, temperature akan mempengaruhi
viscositas palstik dan yield point. Besarnya kedua parameter tersebut
sulit untuk diprediksikan pada temperature tinggi tetapi akan turun
pada temperature yang semakin tinggi. Begitu juga filtration loss yang
berubah pada saat dibebani temperature tinggi. Pada saat tekanan dan
temperature tinggi adalah menurunnya harga viskositas.
19. Sebutkan 5 material /bahan kimia yang termasuk ke dalam weighting
agent materials !
Hematite, Barite, Magnetite, Ilimenite, Siderite
-
8/15/2019 Laporan Alp
35/105
35
20. Sebutkan additive-additive yang dapat digunakan pada temperature
tinggi !
Barite, Bentonite, Hematite, Calcium Carbonate, Ilmenite
3.7. Kesimpulan
1. Penambahan zat additive bentonite dan dextride menyebabkan
perubahan nilai viscositas, yield point , dan gel strength.
2. Gel strength terlalu besar dapat mempersulit sirkulasi dari lumpur
pemboran dan juga akan menambah beban dari pompa sirkulasinya
dan juga akan mempersulit pemisahan cutting.
3. Perubahan nilai gel strength pada lumpur pemboran terlihat signifikan
saat penambahan bentonite daripada dextrid.
4. Nilai gel strength pada 10 menit lebih besar daripada gel strength pada
10 detik .
5. Gel strength yang rendah membuat susahnya pengangkatan cutting ke
permukaan.
-
8/15/2019 Laporan Alp
36/105
36
BAB IV
FILTRASI DAN MUD CAKE
4.1. Tujuan Percobaan
1. Mempelajari pengaruh komposisi lumpur bor terhadap filtration loss
dan mud cake
2. Mengenal dan memahami alat alat dan prinsip kerja filter press.
3. Menentukan pH suatu lumpur yang berhubungan dengan ketebalan
mud cake. 4. Menganalisa penambahan additive dextrid, bentonite, dan quebracho
terhadap perubahan pH lumpur.
4.2 Teori Dasar
Ketika terjadi kontak antara lumpur pemboran dengan batuan
porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan yang
memungkinkan fluida dan partikel-partikel kecil melewatinya. Fluida yang
hilang kedalam batuan disebut ” Filtrate ”. Proses filtasi diatas hanya terjadi
apabila terdapat perbedaan tekanan positif kearah batuan. Pada dasarnya
ada dua jenis filtration yang terjadi selama operasi pemboran , yaitu static
filtration dan dynamic filtration . Statik filtration terjaadi jika lumpur
berada dalam keadaan diam dan dyanamic filtration terjadi ketika lumpur
disirkulasikan.
Mud cake yang tipis akan merupakan bantalan yang baik antara
pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud cake yang tebal akan
menjepit pipa pemboran sehingga sulit diputar dan diangkat. Filtrat yang
terlalu banyak menyusup ke pori-pori batuan dapat menimbulkan damaged
pada formasi. Alat untuk mendiagnosis filtration loss dan mud cake adalah
HPHT (High Pressure High Temperature).
-
8/15/2019 Laporan Alp
37/105
37
Gambar 4.1 H PHT
Apabila filtration loss dan pembentukan mud cake tidak dikontrol
maka akan menimbulkan berbagai masalah, baik selama operasi pemboranmaupun evaluasi pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud cake
yang tebal akan menjepit pipa pemboran sehingga sulit diangakat dan
diputar, sedangkan filtrat akan menyusup ke formasi dan dapat
menimbulkan damage pada formasi.
Dalam percobaan ini akan dilakukan pengukaran volume filtration
loss dan tebal mud cake untuk static filtration . Standar prosedur yang
digunakan adalah APIRP 13 B untuk LPLT ( low pressure low
temperature ). Lumpur ditempatkan dalam silinder standar yang bagian
dasarnya dilengkapi kertas saring dan diberi tekanan sebesar 100 psi
dengan lama waktu pengukuran 30 menit. Volume filtrat ditampung dalam
gelas ukur dengan cubic centimeter (cc).
-
8/15/2019 Laporan Alp
38/105
38
Persamaan untuk volume filtrate yang dihasilkan dapat diturunkan
dari persamaan darcy. Persamaannya adalah sebagai berikut :
Vf = A
2
1
12
Pt CmCc
k
Dimana :
A : Filtration Area
K : Permeabilitas cake
Cc : Volume fraksi solid dalam mud cake
Cm : Volume fraksi solid dalam lumpur
P : Tekanan Filtrasi
T : Waktu filtrasi = viskositas filtrate
Pembentukan mud cake dan filtration loss adalah dua kejadian
dalam pemboran yang berhubungan erat baik waktu, kejadian maupun
sebab dan akibatnya. Oleh sebab itu maka pengukurannya dilakukan
secara bersamaan.
Persamaan yang umum digunakan untuk statik filtration loss adalah
sebagai berikut :
xQQ 125.0
12
t t
Dimana :
Q1 : fluid filtration loss pada waktu t1
Q2 : fluid filtration loss pada waktu t2
-
8/15/2019 Laporan Alp
39/105
39
4.3 Peralatan dan Bahan
4.3.1 Alat Filter Press Mud Mixer Stop Watch Gelas ukur 50 cc Jangka sorong Filter paper
Gambar 4.2 Fi lter Pr ess Gambar 4.3 M ud M ixer
Gambar 4.4 Gelas Uk ur 50 cc Gambar 4.5 Stop Watch
-
8/15/2019 Laporan Alp
40/105
40
4.3.2 Bahan : Bentonite Aquades
Gambar 4.8 Bentoni te Gambar 4.9 Aquades
4.4. Prosedur Percobaan
1) Pembuatan lumpur :
Buat lumpur standar : 22.5 gr bentonite + 350 cc aquadest. Tambahkan
additive sesuai dengan petunjuk asisten. Aduk selama 20 menit.
2) Persiapkan alat filter press dan segera pasang filter paper serapat
mungkin dan letakkan gelas ukur dibawah silinder untuk menampung fluid filtrat .
3) Tuangkan campuran lumpur kedalam silinder dan segera tutup
rapat.kemudian alirkan udara dengan tekanan 100 psi.
4) Segera catat volume filtrat sebagai fungsi dari waktu dengan stop
watch. Interval pengamatan setiap 2 menit pada 20 menit pertama,
kemudian setiap 5 menit untuk 20 menit selanjutnya. Catat volume
filtrat pada menit ke 7.
Gambar 4.6 F il ter Paper Gambar 4.7 Jangka sorong
-
8/15/2019 Laporan Alp
41/105
41
5) Hentikan penekanan udara, buang tekanan udara dalam silinder (bleed
off) dan sisa lumpur dalam silinder dituangkan kembali ke dalam
breaker.
6) Tentukan tebal mud cake yang terjadi dan ukur pH nya.
4.5 Data dan Hasil Percobaan
Dari percobaan diperoleh hasil sebagai berkut :
Tabel 4.1 Hasil Pengujian F il trasi dan Mud Cake
No Komposisi Lumpur V2(ml)V7.5(ml)
V30(ml) pH
Mud Cake1/32”
1 Lumpur Dasar (LD) 3.25 6.5 12.8 9.83 1.932 LD + 2 gr dextrid 2.3 4.25 8 9.84 1.473 LD + 2.6 gr dexrtid 1.8 3.8 8.2 10.2 2.984 LD + 9 gr bentonite 4 7.5 11.5 9.81 2.4
5 LD + 1.5 grquebracho 3.5 7 12.5 8.26 2.1
4.6. Pembahasan
4.6.1. Pembahasan Praktikum
Pada praktikum ini adalah untuk menentukan filtrasi dan mud cake.
Pada tabel diatas terdapat lumpur dasar yang ditambahkan jenis additive
seperti dextrid, bentonite, dan quebracho. Pada saat lumpur dasar
ditambahkan dextrid sebanyak 2 gram dan 2.6 gram, terjadi peningkatan
pH dan ketebalan mud cake. Pada penambahan barite ini terdapat
perbandingan, pada saat lumpur dasar dengan 2 gram dextrid memiliki pH
9.84 dan ketebalan mud cake 1.47 , tapi pada saat ditambahkan 2.6 gram
dextrid terjadi peningkatan pH menjadi 10.2 dan bertambahnya ketebalan
mud cake menjadi 2.98 .
Kemudian ditambahkan sebanyak 9 gram bentonite terjadi
penurunan pH menjadi 9.81 dan berkurangnya tebal mud cake menjadi
2.4 . Pada penambahan jenis additive terakhir yaitu quebracho
-
8/15/2019 Laporan Alp
42/105
42
menyebabkan penurunan pH yang semakin kecil dan ketebalan mud cake
berkurang menjadi 2.1 , tetapi lebih tebal dibandingkan penambahan
dextrid 2 gram.
Pengukuran pH dan mud cake pada lapangan perminyakan berguna
untuk mengontrol tebal mud cake dan filtration loss yang terjadi pada
lumpur, jika mud cake terlalu tebal akan menjepit rangkaian pipa
pemboran.
4.6.2. Pembahasan Soal
1. Apa yang dimaksud dengan filtrasi dan mud cake !
Filtrasi adalah fluida yang dalam batuan yang poros
Mud cake adalah padatan lumpur yang menempel pada dinding lubang bor
akibat fluida yang hilang kedalam batuan
2. Sebutkan dan jelaskan 2 jenis filtration !
Static filtration : terjadi jika lumpur dalam keadaan diam
Dynamic filtration : terjadi jika lumpur disirkulasikan
3. Apakah filtration dan mud cake saling berkaitan ?
Ya, karena mud cake terbentuk akibat filtration loss yang terjadi pada
lumpur pemboran
4. Apa yang dimaksud dengan spurt loss dan water loss ?
Water loss adalah banyaknya water yang hilang pada md awal.
Spurt loss adalah perubahan fluida atau padata yang mana terjadi pada
tahap awal filtrasi sebelum pori yang terbuka tertutup dan filter cake
terbentuk.
5. Mengapa dalam menentukan API water loss, sering kali kita harus
memperhitungkan volum spurt loss !
Dalam menentukan Api water loss, kita juga harus memperhitungkan
volume spurt water loss karena jika Api lossnya besar maka akan
mengakibatkan dampak kurang baik dalam proses pemboran karena bnyak
air yang masuk kedalam formasi sehingga volume spurt loss harus
diperhitungkan
-
8/15/2019 Laporan Alp
43/105
43
6. Apa akibat dari filtrate loss yang terlalu besar !
Filtrate loss yang terlalu besar akan berpengaruh dalam pembentukan mud
cake, mud cake akan semakin tebal dan akan menimbulkan berbagai
masalah, baik dalam operasi pemboran maupun dalm evaluasi formasi dan
tahap produksi
7. Bagaimana cara mengatasi filtrate loss yang terlalu besar ?
Penambahan bahan additive pada lumpur dapat mengurangi filtrate loss
8. Apakah mud cake diharapkan dalam operasi pemboran ? jelaskan !
Mud cake yang tipis merupakan bantalan yang baik untuk drill string,
namun jika terlalu tebal akan membuat rangkaian bor terjepit
9. Menurut teori, api water loss dapat dicari dengan menggunakan persamaan
V30 = 2 ( V 7.5 -V sp ) + V sp. Dengan menggunakan data untuk LD,
periksalah apakah V 30 dapat dicari dari persamaan tersebut?
Diketahui : persamaan = 30 = 2 ( 7.5 - sp ) + sp
Ditanyakan : apakah V 30 dari perhitungan dan percobaan sama?
Penyelesaian :
V7.5 t = 7.5
LD = 6.5
V2 t = 2
LD = 3.25
Vsp t = 0
LD = ?
x-x1x2-x1 =
y-y1y2 -y1
2-075-0
=3.25-y 16.5-y 1
275
=3.25-y 16.5-y 1
13 – 2y1 = 24.375 – 75y 1
5.5y 1 = 11.375
Y1 = 2.068 ml
7.5
2
0
?3.256.5
-
8/15/2019 Laporan Alp
44/105
44
Vsp = 2.068 ml
V30
= 2( ) + 2.068
= 10.932 ml
10. Berdasarkan soal no 9 apakah V30 yang dihitung dari persamaan sama
dengan V30 hasil percobaan ? jika tidak apa sebabnya ?
Tidak, berdasarkan perhitungan di atas V 30 = 10.932 ml sedangkan
berdasarkan tabel hasil percobaan V 30 = 12.8 ml. Selisih hasil antara
metode perhitungan dan hasil percobaan bisa saja terjadi karena kurangnya
ketelitian dari pratikan selama percobaan.
11. Berdasarkan data diatas, jelaskan fungsi penambahan dextride, bentonite
dan quebracho !
Fungsi penambahan dextrid dan bentonite adalah untuk mengurangi
filtration loss dan menaikkan pH lumpur. Sedangkan quebracho digunakan
untuk mengurangi filtration loss dan menurunkan pH lumpur.
12. Mengapa volume filtrate dan pembentukan mud cake perlu dikontrol dan
diukur ?
Karena, apabila tidak dikontrol maka akan menimbulkan masalah, baik
selama operasi pemboran, maupun evaluasi pipa pemboran dan permukaan
lubang bor
13. Apa fungsi dari thiner, filtration loss additive, viscosifier dan corrosion
inhibitor pada lumpur pemboran ?
Thiner : untuk mengencerkan lumpur bor Filtration loss additive : digunakan untuk mengontrol fluid loss
Viscosifier : bahan additive untuk menaikkan viscositas Corrosion inhibitor : penanggulangan korosi pada alat pemboran
14. Dalam percobaan ini, selain mengukur volume filtrate juga dilakukan
pengukuran pH. Apakah pengaruh pH terhadap kondisi lumpur pemboran?
pH adalah petunjuk untuk menentukan apakah lumpur pemboran bersifat
asam atau basa. Apabila Lumpur bersifat asam maka akan berakibat buruk
pada pipa pemboran.
-
8/15/2019 Laporan Alp
45/105
45
15. Apakah yang dimaksud dengan filtration loss reducer?
Filtration loss reducer adalah suatu bahan kimia yang digunakan pada
lumpur pemboran untuk mengurangi terjadinya kehilangan sebagian fasa
cair lumpur yang masuk ke dalam formasi permeable.
16. Berikan 3 contoh filtration loss reducer yang anda ketahui ?
Bio-lose, Magma-seal, Mil-pac plus
17. Apa yang anda ketahui tentang codium carboxymethyl cellulose (CMC) ?
Sodium Carboxymethyl Cellulose (CMC) adalah selulosa derivatif dengan
kelompok karboksimetil (-CH 2COOH) terikat ke beberapa hidroksil dan
glukopiranosa monomer yang membentuk selulosa tulang punggung.
CMC dalam industri pengeboran minyak digunakan sebagai bahan lumpur
pemboran, di mana ia bertindak sebagai agen pengubah viskositas dan
retensi air.
18. Apa yang dimaksud dengan viscosity reducing chemical, emulsifier, skin
effect, API water loss dan spurt loss ?
a. Viscosity reducing chemical adalah suatu bahan kimia yang digunakan
untuk mengurangi viskositas yang terjadi pada lumpur pemboran.
b. Emulsifier adalah suatu jenis surfaktan yang biasanya digunakan untuk
menjaga emulsi (campuran cairan tidak saling larut) dan membantu
menjaga fase terdispersi (pengendapan).
c. Skin effect adalah efek penambahan resistansi yang terjadi pada aliran
fluida yang menyebabkan berkurangnya pressure di lubang sumur dan
atau formasi yang berada di dekat lubang sumur.
d. Api water loss dan spurt loss API water loss adalah banyaknya water yang hilang pada md awal. Spurt loss adalah perubahan fluida atau padata yang mana terjadi pada
tahap awal filtrasi sebelum pori yang terbuka tertutup dan filter cake
terbentuk.
-
8/15/2019 Laporan Alp
46/105
46
4.7. Kesimpulan
1. Penambahan additive-additive pada lumpur dasar mempengaruhi nilai
pH dan ketebalan mud cake.
2. Penambahan additive dextride dapat meningkatkan pH dan menambah
ketebalan mud cake.
3. Penambahan additive quebracho dapat menurunkan pH dan juga
mengurangi ketebalan mud cake
4. Mud cake yang terlalu tebal dapat menyebabkan rangkaian pipa
pemboran terjepit.
5. Harga pH berpengaruh pada ketebalan mud cake, jika harga pH tinggi
maka mud cake semakin tebal.
-
8/15/2019 Laporan Alp
47/105
47
BAB V
ANALISA KIMIA LUMPUR PEMBORAN
5.1. Tujuan Percobaan
1. Memahami prinsip – prinsip dalam analisa kimia dan penerapannya
dilapangan.
2. Mengetahui alat dan bahan yang di perlukan dalam analisa kimia.
3. Menentukan pH, alkalinitas, kesadahan total dan kandungan ion – ion
yang terdapat dalam lumpur.
4. Menganalisa kimia pada lumpur bor dengan metode titrasi.
5.2. Teori Dasar
Dalam operasi pemboran, pengontrol kualitas lumpur pemboran
harus terus menerus dilakukan sehingga lumpur bor tetap berfungsi
dengan kondisi yang ada.
Perubahan kandungan ion – ion tertentu dalam lumpur pemboran
akan berpengaruh terhadap sifat – sifat fisik lumpur pemboran, oleh
karena itu kita perlu melakukan analisa kimia untuk mengontrol
kandungan ion – ion tersebut untuk kemudian dilakukan tindakan –
tindakan yang perlu dalam penanggulangannya.
Dalam percobaan ini akan dilakukan analisis kimia lumpur bor dan
filtratnya, yaitu : analisis kimia alkalinitas, analisis kesadahan total,
analisis kandungan ion chlor, ion kalsium, ion besi serta PH lumpur bor (
dalam hal ini filtratnya ).
Alkalinitas berkaitan dengan kemampuan suatu larutan untuk
bereaksi dengan suatu asam. Dari analisa alkalinitas kita bisa mengetahui
konsentrasi hidroksil, bicarbonat dan carbonat. Pengetahuan tentang
konsentrasi ion – ion diperlukan misalnya untuk mengetahui kelarutan
batu kapur yang masuk ke sistem lumpur pada waktu pemboran
menembus formasi limestone.
-
8/15/2019 Laporan Alp
48/105
48
Anallisa kandungan ion chlor (CI) diperlukan untuk mengetahui
kontaminasi garam yang masuk ke sistem lumpur pada waktu pemboran
menembus formasi garam ataupun kontaminasi garam yang berasal dari
air formasi.
Air yang mengandung sejumlah besar ion Ca +2dam Mg +2 dikenal
sebagai hard water atau air sadah. Ion – ion ini bisa berasal dari lumpur
pada waktu membor formasi gypsum ( CaSO 42H 2O ).
Analisa kandungan ion besi diperlukan untuk pengontrolan
terjadinya korosi pada peralatan pemboran.
Metode utama yang digunakan dalam analisa kimia lumpur
pemboran adalah titrasi. Titrasi meliputi reaksi dari sample yang diketahui
volumenya dengan sejumlah volume suatu larutan standar yang diketahui
konsentrasinya. Konsentrasi dari ion yang kita analisa dapat ditentukan
dengan pengetahuan tentang reaksi yang terjadi pada waktu titrasi.
Jenis - Jenis Lumpur Pemboran
Penamaan lumpur pemboran berdasarkan bahan dasar
pembuatannya, sehingga jenis lumpur pemboran dapat dikelompokan
sebagai berikut :
1. Water Base Mud
i. Fresh Water Mud
ii. Salt Water Mud
2.
Oil - in Water Emultion Mud3. Oil Base Mud dan Oil Emultion Mud
4. Gaseous Drilling Fluids
5. Lumpur KCL Polymer
1. Water base mud
Pada lumpur pemboran jenis ini bahan dasar yang digunakan
adalah air, bila airnya berupa air tawar maka disebut “fresh water mud”
dan apabila airnya berupa air asin disebut “salt water mud” .
-
8/15/2019 Laporan Alp
49/105
49
a. F resh Water M ud
Fresh water mud adalah jenis lumpur bor dengan air tawar sebagai fasa
cairnya. Dengan kadar garam yang sangata rendah (kurang dari 10.000
ppm = 1 % berat garam ). Jenis lumpur ini mempunyai beberapa macam
jenis yang digunakan pada kondisi tertentu, antara lain : Spud Mud,
Bentonite Treated Mud, Phospate Treated Mud, Organic Colloid Treated
Mud, Gypsum Treated Mud serta Calsium Treated Mud lainnya.
b. Salt Water M ud
Salt Water Mud merupaka lumpur pemboran yang mengandung air garamdengan konsentrasi diatas 10.000 ppm. Biasanya jenis lumpur ini
ditambah organik koloid yang berfungsi untuk memperkecil filtrate loss
dan mempertipis mud cake. Jenis lumpur ini biasanya digunakan untuk
mengebor lapisan garam
Pada umumnya salt water mud dibedakan menjadi :
- Unsaturated Salt Water Mud yaitu lumpur yang fasa cairya diambil dari
air laut yang dapat menimbulkan busa (foaming) sehingga perlu
ditambahkan bahan kimia (defoamer)
- Saturated Salt Water Mud yaitu lumpur yang fasa cairnya dijenuhi oleh
NaCL untuk mencegah pelarutan garam pada formasi garam yang
ditembus dan dapat digunakan untuk mengebor lapisan shale.
- Sodium - Sillicate Mud yaitu lumpur yang fasa cairnya mengandung
sekitar 65 % volume larutan Na - Silicate dan 35 % larutan garam jenuh.
Lumpur ini dikembangkan untuk digunakan bagi pemboran heaving shale,tetapi jarang digunakan karena lebih banyak digunakan lumpur Lime
Treated Gypsum Lignosulfonate yang lebih baik, lebih murah dan mudah
dikontrol sifat - sifatnya.
2. Oil - in - water emultion muds
Pada lumpur ini minyak merupakan fasa terbesar (emulsi dan air sebagai
fasa kontinyu. Jika pembuatannya baik fltratnya hanya air. Air yang
-
8/15/2019 Laporan Alp
50/105
50
digunakan dapat fresh water atau salt water. Sifat - sifat fisik yang
dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur, voluime filtrat, tebal mud
cake dan pelumasan. Segera setelah emulsifikasi, filtrat loss berkurang.
Keuntungan menggunakan oil - in - water - emultion mud yaitu : bit
lebih tahan lama, penetration rate naik, pengurangan korosi drillstring,
perbaikan terhadap sifat - sifat fisik lumpur (viskositas dan tekanan pompa
boleh dikurangi, water loss turun, mud cake tipis) dan mengurangi balling
(terlapisnya alat oleh padatan lumpur) pada drillstring. Viskositas dan
gelstrength lebih mudah dikontrol bila emulsifiernya juga bertindaksebagai thinner.
Semua minyak (crude) dapatdigunakan, tetapi lebih baik digunakan
minyak minyak refinery (refined oil) yang mempunyai sifat :
- Uncracked (tidak terpecah molekulnya) supaya stabil
- Flash point tinggi untuk mencegah bahaya api.
- Aniline number tinggi (lebih dari 155) agar tidak merusak karet -karet
pompa sirkulasi sistem.
- Pour point rendah agar bisa digunakan untuk bermacam - macam
temperatur.
Keuntungan lainnya adalah karena bau dan flouressensinya lain
dengan crude oil (mungkin yang berasal dari formasi) sehingga berguna
untuk pengamatan cutting dalam menentukan adanya minyak.
Untukmencegah kerusakan karet -karet dapat digunakan karet sintetis.
Pada umumnya Oil Water Emultion Mud dapat digolongkan menjadi :
a. F resh Water Oi l - i n - Water - E multion M ud
Fresh Water Oil - in - Water - Emultion Mud yaitu lumpur yang
mengandung NaCL sampai sekitar 60.000 ppm. Lumpur emulsi ini dibuat
dengan menambah emulsifier (pembuat emulsi) ke water base mud diikuti
dengan sejumlah minyak (5 - 25 % volume). Jenis emulsifier bukan sabun
lebih disukai karena dapat digunakan dalam lumpur yang mengandung Ca
-
8/15/2019 Laporan Alp
51/105
51
tanpa memperkecil emulsifiernya dalam hal efisiensinya. Emulsifikasi
minyak dapat ditambah dengan agitasi (diaduk). Penambahan minyak dan
emulsifier secara periodik. Jika sebelum emulsifikasi lumpurnya
mengandung clay yang tinggi pengenceran dengan air perlu dilakukan
untuk mencegah kenaikan viskositas. Karena keuntungan dan mudahnya
pengontrolan maka lumpur ini banyak disukai.
b. Salt Water Oil - in - Water Emulti on M ud
Lumpur ini mengandung paling sedikit (atau lebih besar 60.000
ppm NaCL dalam fasa cairnya). Emulsifikasi dilakukan dengan emulsifieragent organik. Lumpur ini umumnya mempunyai PH dibawah 9 cocok
digunakan untuk pemboran lapisan garam. Keuntunganya adalah :
densitynya kecil, filtrate loss sedikit, mud cake tipis, lubrikasi lebih baik.
Foaming bisa dipecahkan dengan penambahan surface active agent
tertentu.
3. Oil base and oil base emultion mud
Oil Base Mud mempunyai fasa kontinyu minyak, kadar air tidak
boleh lebih besar dari 5 %, karena bila lebih besar sifat lumpur menjadi
tidak stabil. Untuk itu diperlukan tangki yang tertutup agar terhindar dari
hujan / embun dan bahaya api. Untuk mengontrol viskositas, menaikan
gelstrength, dan mengurangi efek kontaminasi air serta mengurangi filtrate
loss perlu ditambahkan zat - zat kimia. Lumpur jenis ini mahal harganya,
biasanya digunakan kalau keadaanya memaksa atau pada completion dan
work over sumur. Misalnya melepas drilpipe terjepit, mempermudah pemasangan casing dan liner. Keuntungannya mud cake tipis dan liat
,pelumas baik.
Oil Base Emultion Mud mempunyai minyak sebagai fasa kontinyu
dan air sebagai fasa tersebar. Umumnya mempunyai faedah yang sama
dengan oil base mud yaitu filtratenya minyak, karena itu tidak
menghidratkan shale / clay yang sensitive. Perbedaan utamanya dengan oil
base mud adalah bahwa air ditambahkan sebagai tambahan yang berguna
-
8/15/2019 Laporan Alp
52/105
52
(bukan kontaminer). Air yang teremulsi dapat antara 15 - 50 % volume,
tergantung density dan temperatur yang dihadapi. Karena air merupakan
bagian dari lumpur maka mengurangi bahaya api, toleran terhadap air dan
pengontrolan flow propertisnya (sifat - sifat aliran) dapat seperti water
base mud.
4. Gaseous drilling fluid
Lumpur pemboran jenis ini jarang sekali dipergunakan, hanya
dipakai untuk daerah - daerah yang sangat sensitif terhadap tekanan
hidrostatik, yaitu daerah yang membutuhkan berat jenis lumpur yangsangat rendah.
Gaseous Drilling Fluid, fluidanya hanya terdiri dari gas atau udara
maupun aerated gas. Lumpur jenis ini biasanya digunakan untuk pemboran
yang formasinya keras dan kering dan juga pada pemboran dimana
kemungkinan terjadinya blow out kecil sekali atau dimana loss circulation
merupakan bahaya utama
5. Lumpur KCL polymer
Pengerti an Casar Polymer
Polymer berasal dari Poli yang berarti banyak dan berarti unit
molekul. Dapat dikatakan bahwa polymer adalah suatu susunan rangkaian
molekul yang panjang dalam bentuk unit yang berulang. Sifat fisik
polymer yang dapat dilihat dalam suspensi adalah bentuk rantai, kumpulan
rantai dan jenis dari tiap unitnya.
Polymer yang dipasarkan terdiri atas polymer yamg tidak larut
dalam air dan yang larut. Untuk polymer yang larut adalah yang sering
dipergunakan dalam operasi pemboran sebagai bahan penstabil sifat - sifat
lumpur. Karena fluida pemboran yang dipergunakan harus dalam bentuk
suspensi, maka semua bahan kimia penstabil harus mempunyai sifat
dispersi.
-
8/15/2019 Laporan Alp
53/105
53
Jenis polymer yang larut biasa dipakai adalah jenis polielektrolit.
Polielektrolit didefenisikan sebagai suatu jenis molekul besar (poymer)
yang mempunyai gugusan dapat mengion disepanjang rantai. Muatan -
muatan polielektrolit dapat berupa muatan negatif (anionik), positif
(kationik) dan tidak bermuatan (non ionik). Untuk jenis kationik bersifat
menggumpalkan lempung (clay flokulation) dan jenis anionik akan
meningkatkan efektifitas dispersi dari lempung. Sifat polyelektrolit
didalam air adalah terjadinya proses penguraian yang menghasilkan
banyak ion (polyion), karena muatannya saling berlawanan, maka hal ini
akan menyebabkan polielektrolit dapat larut kedalam air atau sedikitnya
suka air (hidrofilik).
Pada umumnya efektifitas dari polymer tergantung dari jumlah
muatan yang dihasilkan karena semakin banyak muatan akan semakin
tinggi kemampuan polymer tersebut.
5.3. Peralatan dan Bahan
5.3.1 Alat
Labu titrasi ukuran 250 dan 100 ml Buret mikro Pengaduk Pipet dan ph paper
Gambar 5.1 Bur et Mik ro Gambar 5.2 Pi pet
-
8/15/2019 Laporan Alp
54/105
54
Gambar 5.3 Labu Ti trasi 250 ml dan
100 ml
Gambar 5.4 pH Paper
5.3.2 Bahan
NaHCO 3, NaOH, CaCO 3, serbuk MgO, Kalium khromat, Bentonite,
Gypsum, Aquadest, Quobracho.
Larutan H 2SO 4 0.02 N, larutan EDTA 0.01 M, larutan AgNO 3, larutan
KmnO 40.1 N.
Indiator EBT, Phenolpthalein, Methyl Jingga, Murexid, HCL
konsentrat, hidrogen periode 3%, larutan indikator besi, larutan buffer
besi.
Gambar 5.5 Aquades Gambar 5.6 Bentonite
5.4. Prosedur Percobaan
5.4.1. Analisa kimia alkalinitas
Buatlah lumpur dengan komposisi sebagai berikut :
350 ml aquadest + 22.5 gram bentonite + 0.4 gram NaHCO 3 + 0.4 gram
aquadest.
NaOH + 0.2 CaCO 3.
-
8/15/2019 Laporan Alp
55/105
55
1. Ambil 3 ml filtrat tesebut, masukkan kedalam labu titrasi 250 ml,
kemudian tambahkan 20 ml aquadest.
2. Tambahkan 2 tetes indikator phenolphalein dan titrasi dengan H 2SO 4
standar sampai warna merah tetap merah. Reaksi yang terjadi
OH - + H + H2O
3
2
3 HCO H CO
3. Catat volume pemakaian 42 SO H ( P ml )
4. Kemudian pada larutan hasil titrasi, tambahkan 2 tetes indikator
methyl jingga, lanjutkan reaksi dengan 42 SO H standar sampai
terbentuk warna jingga tua, Reaksi yang terjadi
5. Catat volume pemakaian 42 SO H total ( M ml )
Catatan :
- 2P > M menunjukkan adanya gugus ion OH dan2
3CO
- 2P = M menunjukkan adanya CO saja
- 2P < M menunjukkan adanya 3CO dan 3 HCO
- P = 0 menunjukkan adanya 3 HCO saja
- P = M menunjukkan adanya OH saja
Perhitungan :
1. Total Alkalinity
mlFiltrat
xSOasH MxNormalit 100042 = epm total alkalinity
2.2
3CO Alkalinity
- Jika ada OH
Ppm CO 2
3 = 2342 1000)( xBMCO
mlFiltrat xSO xNH P M
-
8/15/2019 Laporan Alp
56/105
56
- Jika tidak ada OH
Ppm CO 2
3 = 2342 1000)( xBMCO
mlFiltrat xSO xNH P
3. OH Alkalinity :
Ppm OH = xBMOH mlFiltrat
xSO xNH M P 1000)2( 42
4.3
HCO Alkalinity :
Ppm 3 HCO = 3342 1000)2( xBMHCO
mlFiltrat xSO xNH P M
5.4.2. Analisa kesadahan total
Buatlah lumpur dengan komposisi sebagai berikut :
350 ml Aquadest + 22.5 gram bentonite + 6 ml larutan 2Ca + 6 ml
larutan2
Mg 1) Ambil 3 ml filtrat lumpur tersebut masukkan kedalam labu filtrasi 250
ml.
2) Tambahkan dengan 25 ml aquadest, 5 ml larutan buffer pH 10.
3) Titrasi dengan EDTA standart sampai terjadi warna biru tua.
4) Catat volume pemakaian EDTA reaksi yang terjadi : 22
2 Y H Ca H CaY 22
H MgY Y H Mg 222
2
2
Perhitungan :
Kesadahan total :
)(1000 22 Mg Caepm
mlFiltrat TAxmlEDTAxMED
-
8/15/2019 Laporan Alp
57/105
57
5.4.3. Menentukan Kesadahan Mg+2 dan Ca+2
1) Ambil 3 ml filtrat lumpur diatas, masukkan ke dalam labu titrasi 250
ml.
2) Tambahkan 25 ml aquadest, 1 ml NaOH 10 N dan 50 mg murexid
dalam NaCl.
3) Titrasi dengan EDTA standart sampai terjadi warna biru.
4) Catat volome pemakaian EDTA
Reaksi yang terjadi :
H CaY Y H Ca 22222
Kesadahan Ca 2 ,
epm Ca 2 =mlFiltrat
TAxmlEDTAxMED 1000
ppm Ca 2 = epm Ca 2 XBA Ca
Kesadahan Mg 2 , ppm Mg 2 =
( epm (22 Mg Ca ) – epm 2ca ) xBA Mg
5.4.4. Menentukan kandungan Chlorida
Buat lumpur dengan komposisi sebagai berikut :
350 ml aquades + 22.5 gr bentonite + 0.4 ml NaCl
1) Ambil 2 ml filtrat lumpur tersebut, masukkan kedalam labu titrasi 250
ml.
2) Tambahkan 25 ml aquades, sedikit serbuk MgO dan 3 tetes larutan
42CrO K .
3) Titrasi dengan 3 AgNO estándar sampai terbentuk warna endapan
jingga.
4) Catat volume pemakaian 3 AgNO .
Reaksi yang terjadi :
AgCl Ag Cl ( s ) ( putih )
424 CrO Ag Ag CrO
( s ) ( merah )
-
8/15/2019 Laporan Alp
58/105
58
Perhitungan ppm Cl- :
epm 1Cl = 13 1000 xBACl
mlFiltrat xMAgNOxmlAgNO
5.4.5. Menentukan kandungan ion besi ( metode 1 )
Buat filtrat lumpur bor dari campuran sebagi berikut :
350 ml aquadest + 22.5 gram bentonite + 0.1 gram Quebracho
1) Tuang 5 ml filtrat lumpur ke dalam gelas kimia kemudian tambahkan
1 tetes sampai 2 tetes HCl konsentrat.
2) Tambahkan 0.5 ml larutan Hidrogen Peroxyde, sampai didapat warna
kuning muda ( end point ).
3) Tambahkan 1 ml larutan indikator besi. Timbulnya warna ungu
menunjukkan adanya ion besi dalam filtrat lumpur.
4) Tambahkan 0.5 ml larutan buffer besi. Ukur harga pHnya. Jika terlalu
banyak larutan buffer yang ditambahkan maka akan timbul endapan
bewarna kecoklatan. Tambahkan satu tetes atau lebih HCl konsentrat
sampai endapan hilang.
5) Titrasi dengan KmnO 4 0.1 N seperti langkah 2 ( kuning muda )
5.4.6. Penentuan kandungan Besi ( Metode 2 )
Buat filtrat bor dari campuran sebagai berikut :
350 ml aquadest + 22.5 ml bentonite + 0.1 garm quabracho
1) Tuangkan 10 ml filtrate Lumpur ke dalam gelas kimia dengan telitilalu asamkan dengan beberapa tetes HCl pekat.
2) Tambahkan larutan 2SnCl setetes demi setetes sampai warna kuning
dari ion 2 Fe . Tambahkan satu tetes SnCl 2 berlebih setelah terjadi
perubahan warna tadi.
3) Tambahkan 20 ml larutan jenuh HgCl 2 , semuanya sekaligus ( harus
terbentuk endapan yang berwarna putih murni ).
-
8/15/2019 Laporan Alp
59/105
59
4) Goyang – goyang sedikit supaya zat – zatnya tercampur kemudian
diamkan selama 2 menit.
5) Tambahkan 200 ml air, 6 tetes indikator diphenylamine, dan 5 ml
43 PO H pekat. Lalu titrasikan dengan larutan 722 OCr K 0.1 N sampai
timbul pertama kali warna coklat atau ungu.
5.5. Data dan Hasil Percobaan
Dari percobaan di peroleh hasil sebagi berikut :
Tabel 5.1 H asil Percobaan Analisa Ki mia L umpur B or
Percobaan Hasil Percobaan
Alkalinitas Vol Filtrat = 10 ml N H2SO4 = 0.02 NVol H2SO4 P = 0.10 ml
M = 3.4 mlKesadahan total Vol filtrate = 10 ml
M EDTA = 0.02 M
Vol EDTA = 0.10 mlKesadahan Ca2+ dan Mg2+ Vol filtrate = 10 ml
M EDTA = 0.01 MVol EDTA = 13 ml
Kandungan klorida Vol filtrate = 10 ml N AgNO3 = 0.02 NVol AgNO3 = 2 ml
Kandungan Ion Besi (I) Vol filtrate = 20 ml N KmnO4 = 0.01 NVol KmnO4 = 14 ml
Kandungan Ion Besi (II) Vol filtrate = 30 ml N K 2Cr 2O7 = 0.01 NVol K 2Cr 2O7 = 20 ml
-
8/15/2019 Laporan Alp
60/105
60
Tabel 5.2 Hasil Perhi tungan Analisa Kimia L umpur Bor
Percobaan Hasil Perhitungan
Alkalinitas 6.8 ppmKesadahan total 0.2 ppm
Kesadahan Ca2+ dan Mg2+ 520 ppm dan 312 ppmKandungan klorida 142 ppm
Kandungan Ion Besi (I) 392 ppmKandungan Ion Besi (II) 373.3 ppm
5.6. Pembahasan
5.6.1. Pembahasan PraktikumAnalisa kimia pada lumpur pemboran di lakukan untuk mengetahui
alkalinitas, kesadahan total, kandungan ion chlor, kandungan ion besi, dan
kandungan ion kalsium dan magnesium. Pada tabel diatas terdapat hasil-
hasil percobaan. Pada alkalinitas H 2SO 4 didapatkan hasil sebesar 6.8 epm ,
kemudian dilanjutkan dengan penghitungan kesadahan total dan didapat
hasil sebesar 0.2 epm , lalu pada penghitungan kesadahan Ca2+ dan Mg2+
didapatkan hasil sebesar 312 ppm .Pada perhitungan kandungan ion klorida dan didapatkan hasil
sebesar 142 ppm , dan pada perhitungan terakhir kandungan ion besi (I)
dan ion besi (II) didaptkan hasil masing-masing sebesar 390.95 ppm dan
372.33 ppm .
Di bidang perminyakan analisa kimia lumpur pemboran, berguna
untuk menentukan pH suatu lumpur pemboran, apabila lumpur bersifat
asam maka akan bersifat korosif pada alat pemboran.
-
8/15/2019 Laporan Alp
61/105
61
5.6.2. Pembahasan Soal
1. Dari data diatas, tentukan :
a) Alkalinitas
2 O 4 1000ml iltrat
=3.4 ml 0.02 1000
10 ml=
b) Kesadahan total
c) Kesadahan Ca 2+ dan Mg 2+
ppm Ca 2+ = epm Ca 2+ x BA Ca
= 13 epm x 40
= 520 ppm
Kesadahan Mg 2+, ppm Mg 2+
= (epm (Ca 2++Mg 2+) - epm Ca 2+) x BA Mg 2+
= ((13 + 13) – 13) x 24
= 312 ppm
d) Konsentrasi klorida
=ml g O 3 g O 3 1000
ml fitratl -
=2 0.02 1000
10 ml35.5 =
-
8/15/2019 Laporan Alp
62/105
62
e) Konsentrasi Ion Besi (I)
=ml nO 4 nO 4 1000
ml fitrat e-
=14 0.01 1000
20 ml55.85 =
f) Konsentrasi Ion Besi (II)
=ml 2 r 2O7 2 r 2O7 1000
ml fitrate -
=20 0.01 1000
30 ml 55.85 =
2. Apa gunanya penentuan alkalinitas lumpur pemboran, kandungan ion
kalsium, ion magnesium dan ion klorida ?
Manfaat Penentuan Alkalinitas
Untuk mengetahui besar konsentrasi hidroksil, bicarbonate
dan carbonat. Pengetahuan tentang konsentrasi ion-ion
diperlukan misalnya untuk mengetahui kelarutan batu kapur
yang masuk kesistem lumpur pada waktu pemboranmenembus formasi lmestone.
Manfaat Penentuan Kandungan Ion Kalsium
Untuk mengetahui kemungkinan terjadinya kontaminasi
lumpur oleh Gypsum, yang akan merubah sifat-sifat fisik
lumpur, seperti besra water loss dan gel strengthnya.
Manfaat Penentuan Kandungan Ion Magnesium
Untuk menyelidiki kandungan Mg2+ didalam lumpur bor(filtrat lumpur) yanga akan berguna dalam menentukan
kesadahan total dari lumpur (filtrat lumpur).
Manfaat penentuan kandungan ion Klorida
Untuk mengetahui kontaminasi garam yang masuk kesistem
lumpur pada waktu pemboran menembus formasi garam
ataupun kontaminasi garam yang berasal dari air formasi.
-
8/15/2019 Laporan Alp
63/105
63
3. Apa yang dimaksud dengan volum EDTA ?
Volume EDTA merupakan volume standar yang diketahui yang
digunakan sebagai pembanding untuk titrasi
4. Indikasi apa yang terjadi pada lumpur pemboran, jika terdapat
kandungan ion besi yang cukup tinggi ?
Indikasi yang terjadi terjadinya korosi pada peralatan pemboran
5. Menagapa analisa kimia pada lumpur pemboran penting untuk
dilakukan ?
Untuk mengontrol kandungan ion-ion tertentu yang terkandung dalam
lumpur pemboran yang berpengaruh terhadap sifat-sifat fisik lumpur
pemboran dan kemudian dilakukan tindakan-tindakan yang perlu
dalam penanggulnangannya
6. Apa yang dimaksud dengan kesadahan dalam lumpur pemboran ?
Kesadahan dalam lumpur pemboran berhubungan dengan air yang
mengandung sejumlah ion kalsium dan Magesium atau biasa dikenal
hard water yang bisa berasal dari lumpur pemboran pada waktu
membor gypsum (Ca 2SO 4.2H 2O)
7. Jelaskan pengaruh pH pada lumpur pemboran !
pH sebagai salah satu sifat kimia lumpur pemboran merupakan faktor
yang penting di dalam treatment lumpur dalam suatu operasi
pemboran. pH dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan
keasaman dari lumpur pemboran, derajat pH pada umumnya berkisar
antara 8.5 hingga 12. Jadi lumpur yang digunakan adalah dalam
keadaan basa.
8. Jelaskan masing-masing kegunaan dari alkalinitas, kandungan ion
klor dan ion besi, serta kegunaan analisa kimia lumpur pemboran
secara umum !
Kegunaan alkalinitas : untuk mengetahui kelarutan batu kapur
yang masuk ke sistem lumpur pada waktu pemboran menembus
formasi limestone.
-
8/15/2019 Laporan Alp
64/105
64
Kegunaan kesadahan : untuk mengetahui kesadahan lumpur
pemboran yang bisa berasal dari lumpur pada waktu menembusformasi gypsum.
Kandungan ion klor : untuk mengetahui kontaminasi garam saat
pada waktu pemboran menembus formasi garam ataupun
kontaminasi garam yang berasal dari air formasi.
Kegunaan kandungan ion besi : untuk mengontrol terjadinya
korosi pada peralatan pemboran.
Kegunaan kimia lumpur pemboran : untuk mengontrol
kandungan ion-ion di atas untuk kemudian dilakukan tindakan-
tindakan yang perlu dalam penanggulangannya.
9. Jelaskan masing-masing sebab akibat, dan cara menanggulangi
lumpur yang tingkat alkalinitasnya tinggi, lumpur yang terlalu rendah,
lumpur dengan kandungan klorida tinggi, dan lumpur dengan
kandungan ion besi berlebihan ?
Alkalinitas tinggi disebabkan oleh adanya bikarbonat dan sisa-
sisa dari karbonat dan hidroksida lumpur, akibatnya ada
perubahan adanya senyawa garam dan asam lemah.
Lumpur terlalu sadah karena adanya ion Ca 2+ dan Mg 2+ saat
menembus formasi gypsum. Hal ini menyebabkan terbentuknya
kerak pada dinding pipa dan dihilangkan menggunakan resin
pelunak air komersial.
Kandungan klorida terlalu tinggi karena kontaminasi ion klorida
dari air formasi menyebabkan kerusakan pada pipa pemboran.
Kandungan ion besi berlebih karena senyawa Fe dari korosi pipa.
-
8/15/2019 Laporan Alp
65/105
65
10. Jelaskan perbedaan dari progessive gel dan fragile gel! Manakah yang
lebih diinginkan?
Progessive gel adalah sifat gel strength dari lumpur yang kuat
sedangkakn fragile gel adalah sifat gel strength dari lumpur yang
lemah.
Yang lebih diinginkan adalah fragile gel karena lumpur tersebut akan
kembali ke cairan apabila gaya yang berikan dihilangkan.
11. Sebutkan masing-masing 100 istilah dalam bidang teknik pemboran,
reservoir dan produksi! (urutkan sesuai abjad, sertakan juuga referensi
yang digunakan)
Teknik Pemboran
1) Above-ground basins
2) Accumulator Unit
3) Agitator
4) Annular
5) Back pressure
manifold
6) Base coarse
7) Blowout
8) Blowout preventer
9) BOP system
10) Bushing & bowl
11) Cash and carry12) Casing
13) Cementing
14) Centrifugal
15) centrifuge
16) Choke manifold
17) Circulating System
18) Container
19) Counter balance
20) Crown block
21) Daily drilling report
(laporan harian
pemboran)
22) Dam permanen
23) Dead anchor
24) Degasser
25) Desander
26) Desillter
27) Drainase
28) Draw work29) Drawwork housting
30) Drill pipe
31) Driller
32) Driller Console
33) Drilling
Instrumentation
34) Drilling line
-
8/15/2019 Laporan Alp
66/105
66
35) Drilling program
(program pemboran)
36) Dump truck
37) Eksploitasi
38) Eksplorasi
39) Electrical system
40) Elevator
41) Engine drawwork
42) Excaponton
43) Filltration loss
44) Flushing
45) Geograde
46) Geotextile
47) HDCB (High Density
Chain Ball)
48) Hook
49) Hooker
50) Hosting system
51) Hydraulic control
remote
52) Iron slag
53) Jembatan bailey
54) Kelly
55) Kelly spinner56) Kick atau well kick
atau gain
57) Leak off test (uji
ketahanan formasi
batuan)
58) Lighting
59) Link
60) Loss circulation
(hilang lumpur atau
hilang sirkulasi)
61) Loss circulation
material
62) Mitigasi
63) Mud
64) Mud pump
65) Mud tank
66) Mud volcano
67) Offshore
68) Onshore
69) Open channel
70) Open hole
71) Overflow
72) Overtopping
73) Pipe bridge
74) Polymer
75) Recovery
76) Relief well (sumur
penyumbat)
77) Resettlement
78) Rig
79) Rig down80) Shale shaker
81) Side tracking
82) Sliding
83) Snubbing unit
84) Spillway
85) Stand pipe
86) Stuckpipe
-
8/15/2019 Laporan Alp
67/105
67
87) Substructure /carrier
88) Subsurfaces
89) Sucker rod elevator
90) Swabbing (efek sedot)
91) Swivel
92) Tide pole
93) Top drive
94) Traveling block
95) Underbalance
96) Underground blowout
97) Water canon
98) Water pond
99) Water treatment
100) Work over
Referensi :
http://www.id-petroleumwatch.org/wp-
content/uploads/2007/12/05.daftar_istilah-2.pdf
Teknik Reservoir
1) Accumulation
2) Air formasi
3) Aliran darcy
4) Antiklin
5) Aquifer
6) Aromatik
7) Bubble point pressure
8) Cap rock
9) Compresibility
10) Condensate
11) Core
12) Crude oil13) Densitas oil
14) Densitas water
15) Desaturation
16) Displacement pressure
17) Downstream core
pressure
18) Drainage
19) Dry oil
20) Due point
21) Entry pressure
22) Flow rate
23) Formation faktor
24) Fraksi
25) Free water level
26) Gas saturation
27) Gas solubility
28) Hidrocarbon
29) High gravity oil
30) Hukum darcy31) Imbibisi
32) Immiscible
33) Impermeable
34) Irreducible water
35) Kelarutan
36) Laju alir minyak
37) Material balance
http://www.id-petroleumwatch.org/wp-content/uploads/2007/12/05.daftar_istilah-2.pdfhttp://www.id-petroleumwatch.org/wp-content/uploads/2007/12/05.daftar_istilah-2.pdfhttp://www.id-petroleumwatch.org/wp-content/uploads/2007/12/05.daftar_istilah-2.pdfhttp://www.id-petroleumwatch.org/wp-content/uploads/2007/12/05.daftar_istilah-2.pdf
-
8/15/2019 Laporan Alp
68/105
6