BAB VII SISTEM PENYEMENAN (CEMENTING SYSTEM)

Transkripsi

1 BAB VII SISTEM PENYEMENAN (CEMENTING SYSTEM) 7.1. DASAR TEORI Penyemenan suatu sumur merupakan salah satu factor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi pemboran. Berhasil atau tidaknya suatu pemboran, diantaranya adalah tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat di bagi menjadi dua bagian, yaitu: 1. Perlatan di atas permukaan (surface equipment) 2. Peralatan di bawah permukaan (subsurface equipment) PERALATAN DI ATAS PERMUKAAN Peralatan penyemenan diatas permukaan meliputi : a. Cementing Unit Adalah suatu unit pompa yang mempunyai fungsi untuk memompakan bubur semen (slurry) dan Lumpur pendorong dalam proses penyemenan. Cementing unit terdiri dari : - Tangki semen : untuk menyimpan semen kering. - Hopper : untuk mengatur aliran dari semen kering agar merata.

2 - Jet Mixer : untuk mengaduk semen kering dan air yang ditempatkan bersama-sama dalam hopper, sehingga akan menghasilkan bubur semen yang benar-benar homogen. - Motor penggerak pompa dan pompa : berfungsi untuk memompa bubur semen. Jenis-jenis cementing unit : 1. Truck mounted cementing unit 2. Marine cementing unit. 3. Skit mounted cementing unit. b. Flow Line Merupakan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan bubur semen yang dipompakan dari cementing unit ke cementing head. c. Cementing Head Berfungsi untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk ke lubang bor. Ada dua type Cementing head, yaitu : 1. Mac Clatchie cementing head. Merupakan type cementing head yang cara penggunaannya (pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug) dengan jalan membuka dan memasang kembali. 2. Plug Container Tipe ini tidak praktis dari pada mac clatchie, karena pada plug container ini memasangnya top plug dan bottom plug tidak perlu membukanya, akan tetapi sudah terpasang sebelumnya

3 PERALATAN DI BAWAH PERMUKAAN Peralatan penyemenan di bawah permukaan meliputi : a. Casing Merupakan pipa selubung yang berfungsi untuk : Melindungi lubang bor dari pengaruh-pengaruh fluida formasi dan tekanan-tekanan di sekitarnya. Melindungi lubang bor dari keguguran. Memisahkan formasi produktif satu dengan lainnya. Bersama-sama semen memperkuat dinding lubang bor serta mempermudah operasi produksi nantinya. Jenis-jenis casing : 1. Conductor casing 2. Intermediate casing 3. Production casing Specifikasi casing : 1. Diameter : 26, 20, 13 3/8, 9 5/8, 7, dsb 2. Grade : p. 110, h. 40, j. 55, n Panjang : 30 ft/stand 4. Berat : 23 lb/ft, 26 lb/ft, 29 lb/ft 5. Thread : 4 thread/inchi. 60 b. Centralizer Untuk mendapatkan cincin semen yang baik (merata), casing harus terletak ditengah-tengah lubang, untuk itu casing dilengkapi dengan centralizer.

4 Fungsi centralizer : Menempatkan casing di tengah-tengah lubang Menyekrap mud cake Mencegah terjadinya differential sticking Centralizer dibuat dari bahan baja, sehingga mampu mendorong casing di tengah-tengah lubang. c. Scratchers Adalah suatu alat yang dirangkaikan/ dipasang pada casing dan berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake, sehingga didapat lubang bor yang bersih. Ada dua jenis scratchers : 1. Rotation type wall scratcher 2. Reciprecasing type scratcher Pemasangan scratchers pada casing pada umumnya dilas, tetapi dewasa ini dipasang dengan step collar atau clamps. Reciprecasing scratcher pada umumnya dipasang pada interval ft sepanjang daerah yang disusun, sedang rotating scratcher dipasang pada zone produktif (porous). d. Peralatan floating Terdiri dari : 1. Shoe : - casing shoe/guide shoe - float shoe 2. Collar : - Guide collar - Float collar

5 Ad (1) Shoe Casing Shoe Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing dan dalamnya tidak terdapat valve (katub). Casing shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu (guide) untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing (running casing), agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor lagi (drillable). Float shoe Pada prinsipnya sama dengan casing shoe, hanya pada Float shoe dilengkapi dengan valve (katub), yang berfungsi untuk : - Mencegah aliran balik, mencegah blowout melalui casing pada waktu casing diturunkan - Mencegah aliran balik semen, setelah proses penyemenan selesai - Memperkecil beban menara, pada drilling line dan casing itu sendiri. Jadi float ini hanya dapat mengalirkan semen/lumpur ke daerah saja (satu arah). Float shoe dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi. Ad (2) Collar Merupakan suatu shock penahan yang dipasang beberapa meter di atas shoe, berfungsi untuk menahan bottom plug dan top plug. Dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi (drillable). Ada dua jenis collar :

6 - Guide collar : tidak dilengkapi valve, sehingga tidak dapat menahan tekanan balik - Float collar : dilengkapi valve, sehingga dapat menekan tekanan balik semen. e. Shoe Trach merupakan pipa casing yang dipasang antara shoe dan collar sepanjang satu batang atau lebih, tergantung dari ketinggian semen di annulus, karena ketinggian semen di annulus akan menentukan perbedaan tekanan hidrostatik di luar dan di dalam casing pada waktu memasukkan top plug. Shoe trach berfungsi untuk menampung bubur semen yang bercampur udara atau Lumpur pendorong, agar tidak keluar annulus di sekitar shoe. Memasukkan udara pada bubur semen ini terjadi bila penyemenan menggunakan mac clatchie cementing head, yaitu pada saat cementing head dibuka sampai memasuki top plug dan pemasangan cementing head kembali. Udara masuk karena adanya penurunan tekanan semen, akibat perbedaan berat jenis bubur semen di dalam casing dan berat jenis Lumpur di luar casing. f. Cementing Plug 1. Bottom Plug Bottom plug berfungsi untuk mencegah adanya kontaminasi antara Lumpur dengan bubur semen. Jadi untuk mendorong Lumpur yang berada di dalam casing dan memisahkan casing dari semen dan juga membersihkan mud film di dalam dinding casing, pada bottom plug terdapat membran (selaput tipis) yang pada tekanan tertentu dapat pecah,

7 sehingga semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus sampai mencapai tujuan yang diharapkan. Bottom plug di buat dari bahan karet, pada bagian luar dan cast aluminium pada bagian dalamnya. 2. Top Plug Top plug berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari Lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa semen dalam casing. Alat ini sebagian besar terbuat dari karet dan pada bagian bawahnya digunakan plat aluminium dan tidak mempunyai membran (selaput tipis). Apabila top plug ini sudah duduk (sampai pada bottom plug) di bawah, maka tekanan pemompaan akan naik secara tibatiba (bumping pressure) dan pada saat itu pemompaan dihentikan PERALATAN PADA STAGE CEMENTING (PENYEMENAN BERTINGKAT) Peralatan di Atas Permukaan Pada stage cementing adalah sama dengan peralatan penyemenan yang telah dibahas dimuka (Primary cementing). Peralatan di Bawah Permukaan a. Stage Cementing Collar Berfungsi untuk melewatkan bubur semen setelah penyemenan pertama selesai dilakukan (primary cementing). Penyemenan bertingkat dilakukan bila : - sumur terlalu dalam

8 - formasi di atas dan di bawah zona yang disemen cukup kompak dan cukup jauh. - Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat mengurangi biaya. b. Cement Basket Letak di bawah cementing collar, berfungsi untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah stage collar dan bagian atas stage collar. c. Trip Plug Setelah primary cementing selelsai, maka dimasukkan trip plug. Plug ini berfungsi untuk membuka lubang pada strategi cementing collar. Karena beratnya, trip plug ini turun ke bawah yang akhirnya sampai pada stage cementing collar (pada lower inner sleeve). Dengan tekanan tertentu lower inner sleeve akan turun dan membuka lubang pada stage cementing collar disebut cementing ports. d. Shut off Plug Setelah pendorongan bubur semen selesai, kemudian dimasukkan shut off plug yang berfungsi untuk menutup cementing port, sehingga tidak terjadi aliran balik

9 7.2. ALAT DAN GAMBAR 1. Nama Alat : Centralizer. Gambar :

10 Gb Centralizer 2. Nama Alat : Float Shoe. Gambar :

11 Gb Float Shoe 3. Nama Alat : Guide/Casing Shoe. Gambar :

12 Gb Guide/Casing Shoe 4. Nama Alat : Float Collar. Gambar :

13 Gb Float Collar 5. Nama Alat : Scratcher. Gambar :

14 Gb Scratcher 6. Nama Alat : Bottom Plug. Gambar :

15 Gb Bottom Plug 7. Nama Alat : Top Plug. Gambar :

16 Gb Top Plug 7.2. DESKRIPSI ALAT Nama Alat : Centralizer Fungsi : 1) Menengahkan casing di tengah-tengah lubang. 2) Menyekrap mud cake. 3) Mencegah terjadinya differensial sticking Mekanisme Kerja : Centralizer dibuat dari bahan baja, dipasang dan dirangkaikan dengan casing yang akan diturunkan. Karena terbuat dari bahan baja maka mampu mendorong casing di tengah-tengah lubang Specifikasi : Table 7.1. Specifikasi Centralizer Size Product Number (in.) Centralizer Turbo Centralizer ½ ½ ½ ½ x 7 7/ ½ / / / ¾ /

17 Nama Alat : Float Shoe Fungsi : Berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing, agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang Mekanisme Kerja : Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing dan dilengkapi dengan valve, yang fungsinya adalah: a) Mencegah aliran balik, mencegah blow out melalui casing pada waktu casing diturunkan. b) Mencegah aliran balik semen, setelah proses penyemenan selesai. c) Memperkecil beban menara. Float ini hanya dapat mengalirkan semen/lumpur ke satu arah saja dan dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi.

18 Nama Alat : Guide/Casing Shoe Fungsi : Berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing, agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang Mekanisme Kerja : Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing namun tidak dilengkapi dengan valve dan shoe ini terbuat dari bahan yang mudah dibor lagi Specifikasi : Table 7.2. Specifikasi Guide/Casing Shoe Casing Size (In.) 2 2 ½ 3 ½ 4 4 ½ 5 5 ½ 6 5/ /8 8 5/8 9 5/8 10 ¾ 11 ¾ 13 ¾ Product Number Guide Shoe Float Shoe AFU Shoe N/A N/A N/A

19 Nama Alat : Float Collar Fungsi : Float Collar berfungsi untuk menahan bottom plug dan top plug Mekanisme Kerja : Float Collar merupakan suatu shock penahan yang dipasang beberapa meter di atas shoe. Dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi. Float collar dilengkapi dengan valve yang dapat menahan atau menekan tekanan balik semen Specifikasi : Table 7.3. Specifikasi Float Collar Casing Size (in.) 2 2 ½ 3 ½ 4 4 ½ 5 5 ½ 6 5/ /8 8 5/8 9 5/8 10 ¾ 11 ¾ 13 ¾ Product Number Float Collar AFU Collar N/A N/A N/A

20 Nama Alat : Scratchers Fungsi : Berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake, sehingga didapat lubang bor yang bersih Mekanisme Kerja : Scratchers dirangkaiakan /dipasang pada casing. Pemasangan scratchers pada casing pada umumnya dilas, tetapi dewasa ini dipasang dengan step collar atau clamps. Scratchers ada dua jenis yaitu : a. Rotation Type Wall Scratcher b. Reciprecasing Type Scratcher Reciprecasing Type Scratcher pada umumnya dipasang pada interval ft sepanjang daerah yang disusun, sedang Rotating Scratcher dipasang pada zone produktif (porous) Specifikasi : Table 7.4. Specifikasi Scratchers (B & W Reciprocating Scratchers & Turbolators) Series Type Max OD = Casing O.D. Multi-Flex EA 10 EA 20 Slip On Latch On 7 EA 30 Split Body Multi-Flex Clusters 7 EA 14 Slip On (series of 4) Nu-Coil (Short Wire) EC 05 EC15 EC 16 Close Tolerance Slip On Latch On Slip On Nu-Coil (Long Wire) 8 5

21 EC 10 EC 20 Turbulators ED 10 ED Nama Alat : Bottom Plug Fungsi : Slip On Latch On Slip On Latch On 5 ½ 1) Bottom Plug berfungsi untuk mencegah adanya kontaminasi antaralumpur dengan bubur semen. 2) Mendorong Lumpur yang ada di dalam casing. 3) Memisahkan casing dari semen dan membersihkan mud film di dalam dinding casing Mekanisme Kerja : Pada bottom plug terdapat membran (selaput tipis) yang pada tekanan tertentu dapat pecah, sehingga semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus sampai mencapai tujuan yang diinginkan. Bottom plug dibuat dari karet, pada bagian luar dan cast aluminium pada bagian dalamnya Specifikasi : Table 7.5. Specifikasi Bottom Plug Casing Size (in.) 4 ½ 5 ½ 6 5/ /8 8 5/8 9 5/8 10 ¾ 11 ¾ O.D. (in.) 4 ¼ 5 6 ¼ 6 ½ 7 ¼ 8 ¼ 9 10 ¼ 11 ¼ Length (in.) 8 ½ 8 ½ 8 ¾ 8 ¾ 8 ¾ 9 ¾ 9 ¾ 10 ¾ 10 ¾ Weight (lb.) 2 2 ½ 4 4 ¼ 5 ¼ 6 ¼ 7 ½ 8 13

22 Nama Alat : Top Plug Fungsi : Top Plug berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dan Lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi Mekanisme Kerja : Alat ini sebagian besar terbuat dari karet dan pada bagian bawahnya digunakan flat aluminium dan tidak mempunyai membran. Apabila top plug sudah duduk di bawah (sampai pada bottom plug), maka tekanan pemompaan akan naik secara tiba-tiba (bumping pressure) dan pada saat itu pemompaan dihentikan Specifikasi : Table 7.6. Specifikasi Top Plug Casing Size (in.) 4 ½ 5 ½ 6 5/ /8 8 5/8 9 5/8 10 ¾ 11 ¾ O.D. (in.) 4 ¼ 5 6 ¼ 6 ½ 7 ¼ 8 ¼ 9 10 ¼ 11 ¼ Length (in.) 8 ½ 8 ½ 8 ¾ 8 ¾ 8 ¾ 9 ¾ 9 ¾ 10 ¾ 10 ¾ Weight (lb.) 2 2 ½ 4 4 ¼ 5 ¼ 6 ¼ 7 ½ 8 13

23 7.4. PEMBAHASAN Penyemenan suatu sumur merupakan salah satu factor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi pemboran. Berhasil atau tidaknya suatu pemboran, diantaranya adalah tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Berdasarkan kebutuhannya ada beberapa macam cementing, yaitu : primary cementing, stage cementing, squeeze cementing dan plug back cementing. Cementing bertingkat juga dapat dilakukan apabila : sumur terlalu dalam; formasi di atas dan di bawah zona yang disemen cukup kompak dan cukup jauh; dan menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat mengurangi biaya. Menurut Blum, pertimbangan yang mempengaruhi pemilihan ukuran selubung (diameter luar selubung) adalah : biaya pemboran, cara produksi, debit produksi, kemungkinan penyelesaian multiple, jumlah rangkaian peralatan, jenis dan komposisi fluida yang diproduksi, kapasitas unit pemboran, pekerjaan ulang dan perawatan sumur, casing yang tersedia dan ukuran yang disarankan menurut standart API. Dalam mendesain casing harus diperhitungkan benar-benar besarnya tekanan yang bekerja pada rangkaian casing tersebut, yaitu : tensile load, tekanan collapse, dan tekanan burst.

24 7.5. KESIMPULAN Berdasarkan hasil praktikum maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Tujuan cementing secara sederhana adalah untuk melekatkan casing pada dinding sumur dan diperoleh hasil penyemenan yang baik dan kuat. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu : a. Peralatan di atas permukaan (surface equipment) b. Peralatan di bawah permukaan (subsurface equipment) 2. Dalam perencanaan casing harus dipertimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada lubang bor tersebut serta disesuaikan dengan specifikasi yang telah ditentukan. 3. Penyemenan bertingkat dilakukan apabila : - sumur terlalu dalam - formasi di atas dan di bawah zona yang disemen cukup kompak dan cukup jauh. - Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat mengurangi biaya.

25 7.6. DAFTAR PUSTAKA 1., Pengetahuan Peralatan Pemboran, Akademi Minjak dan Gas Bumi, Tjepu. 2., Operasi-Operasi Dan Perlengkapan Pengeboran, Huffco Indonesia. 3., Katalogue Peralatan Pemboran Dan Produksi. 4., Buku Pedoman Peragaan Peralatan Pemboran, Studio Peragaan Peralatan Pemboran Jurusan Teknik Perminyakan Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta LAPORAN MINGGUAN

26 PRAKTIKUM PERAGAAN PERALATAN PEMBORAN SISTEM PERALATAN PENUNJANG YANG LAIN DAN SISTEM PERALATAN PEMBORAN LEPAS PANTAI OLEH : NAMA: I MADE GDE BUDI UTAMA N.I.M. PLUG : /TM : B TANGGAL : 10 APRIL 2002 LABORATORIUM PERAGAAN PERALATAN PEMBORAN JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN UPN VETERAN YOGYAKARTA 2002 SISTEM PERALATAN PENUNJANG YANG LAIN

27 DAN SISTEM PERALATAN PEMBORAN LEPAS PANTAI DISETUJUI OLEH : ASISTEN PEMBIMBING, ( )