OPTIMASI HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN PADA SUMUR X PERTAMINA D.O. HULU JAWA BAGIAN TIMUR

Transkripsi

1 OPTIMASI HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN PADA SUMUR X PERTAMINA D.O. HULU JAWA BAGIAN TIMUR PROPOSAL TUGAS AKHIR Oleh : I MADE DWI SURYADINATA / TM JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN YOGYAKARTA 005

2 OPTIMASI HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN PADA SUMUR X PERTAMINA D.O. HULU JAWA BAGIAN TIMUR PROPOSAL TUGAS AKHIR Disusun Guna Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Perminyakan, Fakultas Teknologi Mineral Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta Oleh : I MADE DWI SURYADINATA / TM JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN YOGYAKARTA 005

3 OPTIMASI HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN PADA SUMUR X PERTAMINA D.O. HULU JAWA BAGIAN TIMUR PROPOSAL TUGAS AKHIR Disetujui untuk Jurusan Teknik Perminyakan Fakultas Teknologi Mineral UPN Veteran Yogyakarta, oleh : Ir. P. SUBIATMONO.MT Pembimbing I Ir. I.B. JAGRANATA.MT Pembimbing II

4 OPTIMASI HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN PADA SUMUR X PERTAMINA D.O. HULU JAWA BAGIAN TIMUR I. LATAR BELAKANG Tujuan suatu operasi pemboran antara lain untuk mencari hidrokarbon yang berupa minyak, gas, dan kondensat. Sedangkan pertimbangan yang paling penting adalah mencapai kedalaman akhir sesuai dengan target, operasi berlangsung dengan aman, ekonomis serta menjaga agar sumur yang telah selesai dibor dapat diproduksi dengan jumlah yang besar dan menguntungkan. Untuk mengatasi problem pemboran, perlu diketahui jenis dan komposisi penyusun lumpur pada saat operasi pemboran. Lumpur pemboran mempunyai peranan yang sangat besar dalam menentukan keberhasilan suatu operasi pemboran. Apabila dalam perencanaan pembuatan lumpur pemboran yang dipakai tidak sesuai dengan kondisi formasi, maka akan muncul hambatan-hambatan dalam operasi pemboran. Adapun hambatan-hambatan tersebut antara lain : 1. Problem shale (gugur atau pembengkakan shale).. Terdispersinya padatan sehingga viskositas tidak terkontrol sebab partikelpartikel koloid menjadi sangat banyak. 3. Kemungkinan terjepitnya pipa bor karena ampas yang terlalu tebal. 4. Laju pemboran yang lambat karena hidrolikanya rendah. II. MAKSUD DAN TUJUAN.1. Maksud Pengambilan Judul Maksud pengambilan judul ini adalah untuk mengevaluasi lumpur dalam meminimasi hole problem.

5 .. Tujuan Pengambilan Judul Tujuan pengambilan judul adalah untuk memproduksikan fluida minyak dari reservoir menuju ke permukaan dengan mengurangi hambatan-hambatan yang bisa terjadi dalam operasi pemboran, yaitu memakai lumpur dengan komposisi yang tepat. III. TINJAUAN PUSTAKA 3.1. Lumpur Pemboran Lumpur pemboran mempunyai peranan yang sangat penting dan merupakan salah satu faktor yang menentukan kelancaran dan keberhasilan dalam suatu operasi pemboran, karena kecepatan pemboran atau laju penembusan, efisiensi keselamatan kerja sangat tergantung pada kondisi dari lumpur pemboran yang digunakan dan secara tidak langsung juga mempengaruhi biaya operasi pemboran. Di dalam menguraikan tentang lumpur pemboran dapatlah dibagi ke dalam beberapa hal, yaitu fungsi lumpur pemboran, komposisi, dan sifat-sifat fisik lumpur serta jenis-jenis lumpur pemboran. 3.. Fungsi Lumpur Pemboran Tujuan terpenting penggunaan lumpur pemboran yaitu agar di dalam proses pemboran tidak menemui kesulitan-kesulitan yang dapat mengganggu kelancaran pemboran itu sendiri. Hal ini dapat dilihat dari fungsi atau kegunaan utama dari lumpur pemboran, yaitu sebagai berikut : a. Mengangkat cutting dari lubang bor ke permukaan. b. Mendinginkan dan melumaskan bit serta drillstring. c. Menahan tekanan formasi. d. Menahan cutting dan bahan pemberat saat sirkulasi dihentikan dan melepaskannya di permukaan saat sirkulasi dilakukan kembali. e. Menahan dinding lubang bor. f. Menahan sebagian berat drilstring.

6 g. Memperkecil kerusakan terhadap zona produktif. h. Mendapatkan informasi dan sebagai media logging. i. Mencegah korosi terhadap Drilstring dan Casing. j. Menggerakkan Down Hole Motor. k. Menunjang operasi evaluasi formasi Komposisi Lumpur Pemboran Lumpur pemboran merupakan suatu fluida yang terdiri dari campuran beberapa material. Secara garis besar komposisi lumpur pemboran terdiri dari : 1. Fasa cair. Fasa padatan yang bereaksi (Reactive solids) 3. Fasa padatan yang tak bereaksi (Inert Solids) 4. Fasa kimia 1. Fasa Cair Fasa cair dapat berupa minyak, air atau campuran dari kedua fasa tersebut, sebagai suatu emulsi. Air yang digunakan biasanya berupa air tawar (fresh water) atau air asin (salt water), dimana air asin ini dapat berupa air garam jenuh (saturated salt water) yaitu air yang dijenuhi dengan NaCl atau garam lainnya dan air asin tak jenuh (unsaturated salt water) yaitu air garam dari lautan. Pada umumnya lumpur pemboran menggunakan 75 % air sebagai fasa kontinyu berupa minyak sebesar 95 % atau lebih. Untuk komposisi minyak sebesar 50 % - 70 % dinamakan invert emultion mud.. Fasa Padatan Yang Bereaksi (Reactive Solids) Padatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk membentuk koloidal. Dalam hal ini clay air tawar seperti bentonite mengisap (absorp) air tawar dan membentuk lumpur. Istilah yield digunakan untuk menyatakan jumlah barrel lumpur yang dapat dihasilkan dari satu ton clay agar viscositas lumpurnya 15 cp.

7 Untuk bentonite, yieldnya kira-kira 100 bbl/ton. Dalam hal ini bentonite mengabsorp air tawar pada permukaan partikel-partikelnya, hingga kenaikkan volumenya sampai 10 kali atau lebih, yang disebut swelling atau hidrasi. Untuk salt water clay (attapulgite), swelling akan terjadi baik di air tawar atau air asin dan karenanya digunakan untuk pemboran dengan salt water muds. Baik bentonite ataupun attapulgite akan memberikan kenaikkan viscositas pada lumpur. Untuk oil-base mud, viscositas dinaikkan dengan penaikkan kadar air dan penggunaan asphalt. 3. Fasa Padatan Yang Tak Bereaksi (Inert Solids) Jenis padatan pada fasa ini dapat berupa padatan dengan berat jenis rendah (low gravity) solid dan padatan dengan berat jenis tinggi (high gravity). Padatan dengan berat jenis rendah misalnya : pasir, rijang (chert) dan padatan dengan berat jenis tinggi misalnya : barite (BaSO 4 ), gelena, biji besi. Innert solid dapat juga berasal dari formasi yang dibor dan terbawa lumpur pemboran seperti pasir, chert dan clay-clay no sweling, dan padatan seperti ini bukan disengaja untuk menaikan densitas lumpur, sehingga perlu dibuang secepat mungkin karena dapat menyebabkan abrasi. 4. Fasa Kimia Zat-zat additif kimia seringkali ditambahkan ke dalam sistem lumpur pemboran, untuk mengontrol sifat-sifat fisik dari lumpur pemboran tersebut, selama proses pemboran berlangsung. Kenyataan yang selalu dialami di lapangan adalah sifat-sifat lumpur pemboran mengalami perubahan. Perubahan ini dapat disebabkan oleh masuknya fluida formasi kedalam lumpur pemboran atau dari padatan-padatan yang reaktif yang kemudian mengkontaminasi lumpur ataupun perubahan yang disebabkan oleh pengaruh temperatur maupun oleh tekanan formasi yang tinggi. Untuk lebih jelasnya macam dan kegunaan dari zat kimia ini dapat dilihat pada lampiran.

8 3.4. Sifat-sifat Fisik Lumpur Pemboran Sifat-sifat fisik lumpur pemboran harus diatur sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan problem selama pemboran berlangsung. Jika terjadi perubahan sifat-sifat lumpur dapat diperbaiki dengan menambah zat kimia tertentu. Sifat-sifat fisik lumpur tersebut antara lain : 1. Berat Jenis. Viskositas 3. Gel strength 4. Solid Content 5. Sand Content 6. Filtration Loss dan Mud Cake 7. Derajat Keasaman (ph) 8. Kadar Chlor 1. Berat Jenis Di dalam teknik pemboran pada umumnya berat jenis lumpur dinyatakan juga dalam bentuk Specific Gravity (SG) yaitu perbandingan antara berat jenis lumpur bor dengan berat jenis air tawar, atau dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : SG =...(3-1) ρ ρ w Dimana : SG = specific grafity ρ = berat jenis lumpur bor, berat per volume ρ w = berat jenis lumpur, berat per volume Pengukuran berat jenis yang paling sederhana adalah dengan menggunakan alat mud balance dimana dapat langsung menunjukan harga berat jenis dalam bermacam-macam satuan yang kita inginkan, yaitu ppg, ppc, kg/m 3.

9 . Viskositas Viskositas didefinisikan sebagai tahanan fluida terhadap aliran. Viskositas tergantung pada karakteristik dan jumlah padatan yang tersuspensi. Umumnya dengan semakin besarnya jumlah padatan yang tersuspensi, viskositas lumpur akan semakin besar pula. Pengaruh padatan yang reaktif terhadap viskositas lumpur makin besar dibanding dengan pengaruh padatan yang tidak reaktif. Viskositas akan dipengaruhi oleh temperatur, bila temperatur lumpur terlalu tinggi maka akan menurunkan viskositas. Viskositas yang terlalu rendah akan menyebabkan : pengangkatan cutting kurang baik, material-material pemberat lumpur diendapkan. Sedangkan viskositas yang terlalu tinggi akan menyebabkan : penetration rate turun, pressure loss tinggi, lumpur sukar melepaskan cutting di permukaan. Viskositas merupakan tahanan fluida terhadap aliran, yang mana disebabkan pergeseran antara : 1. Partikel-partikel padatan itu sendiri. 1. Partikel padatan dengan molekul zat cair. 3. Molekul-molekul zat cair. Menurut Poiseuille, viskositas dapat didefenisikan sebagai berikut : Shear stress = viskositas x shear rate... (3-) Jadi viskositas merupakan faktor perbandingan antara shear stress dengan shear rate. Selain itu Poiseuille juga menyatakan : 1. Jika viskositas konstan (tidak berubah) maka shear stress dengan shear rate dinamakan Newtonian Fluida.. Jika viskositas berubah terhadap shear rate, maka fluida tersebut dinamakan Non Newtonian Fluida. Sedangkan lumpur sendiri merupakan fluida Non Newtonian, dimana persamaan viskositasnya adalah :

10 ShearStres s F A µ = =...(3-3) Shearrate V r Dimana : µ = Kekentalan fluida, cp F = Gaya yang bekerja pada sistem, dyne A = Luas penampang media alir, cm/dt V = Kecepatan alir, cm/dt r = Jarak aliran, cm Pada fluida Non Newtonian dikenal dengan adanya Plastic Viskosity dan Yield Point. Dimana Plastic Viskosity merupakan hasil torgue. Torgue pada putaran 600 rpm dikurangi torgue pada putaran 300 rpm, sedangkan Yield Point merupakan hasil dimana dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut : 4) 5) PV = φ φ (3- YP = φ PV...(3-3. Gel Strength Gel Strength adalah sifat tahanan lumpur dalam keadaan statis yang diakibatkan daya tarik-menarik antara partikel-partikel lumpur pemboran. Apabila lumpur pemboran didiamkan (tidak ada sirkulasi), partikel-partikel padatan yang reaktif akan cenderung mencapai kestabilannya sehingga akan terbentuk gel. Sifat lumpur ini disebut thixotropic. 4. Solid Content Solid Content adalah kandungan padatan di dalam lumpur pemboran. Padatan di dalam lumpur tidak boleh terlalu banyak, karena dapat menimbulkan masalah-masalah di dalam pemboran. Kandungan padatan yang baik di dalam lumpur adalah sekitar 8-1 % berat.

11 Untuk menentukan kandungan padatan di dalam lumpur digunakan alat Mud Retort. Kandungan padatan di dalam lumpur ditentukan dengan persamaan, yaitu : F s = 1 f w C f - f o...(3-6) Dimana : F s = fraksi padatan f w = fraksi volume destilasi air yang terkumpul pada silinder bertingkat (mud retort) f o = fraksi volume dari destilasi minyak C f = faktor pertambahan volume yang diakibatkan kehilangan dari kelarutan garam selama pengukuran 5. Sand Content Sand Content adalah kandungan pasir dalam lumpur pemboran. Pasir di dalam lumpur tidak boleh terlalu banyak karena dapat merusak peralatanperalatan yang dilewatinya saat lumpur disirkulasikan (dapat menimbulkan sifat abrasif), juga akan menaikan berat jenis dari lumpur bor. Kandungan pasir maksimum yang diperbolehkan untuk lumpur bor adalah % volume. Di lapangan kandungan pasir diukur dengan alat Sand Screen Set. Set tersebut terdiri atas 00 mesh sieve dengan diameter,5 inchi, suatu corong untuk memasang saringan serta suatu glass measuring tube. Prosentasi pasir dapat diamati pada dasar tube, dalam satuan % dengan skala dari 0 % sampai 0 %. 6. Filtration Loss dan Mud Cake Filtration loss atau air tapisan adalah proses kehilangan sebagian fasa cair dari lumpur yang masuk ke dalam dinding lubang bor yang disebut filtrate. Kegunaannya adalah membentuk mud cake pada dinding lubang bor. Di dalam proses filtrasinya, filtrate loss dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

12 1. Statik Filtrasi, merupakan filtrasi yang terjadi pada saat lumpur dalam keadaan diam (tidak ada sirkulasi), sehingga menyebabkan terbentuknya mud filtrate ke dalam formasi permeabel menembus mud cake. Sifat khas mud filtrate (statik), makin tebal mud filtrate dan berkurangnya laju filtrasi.. Dinamik Filtrasi, filtrasi yang terjadi dalam keadaan ada sirkulasi dan pipa bor berputar. Filtrasi ini merupakan invasi filtrat lumpur paling besar yaitu sekitar 70 sampai 90 % dari volume filtratnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat filtration loss antara lain : 1. Waktu Filtrasi Laju filtrasi bertambah dengan bertambahnya waktu atau (Q = C (T) 1/ + spurt loss), dimana Q = volume filtrasi (cc), C = konstanta, T = waktu filtrasi (menit). Spurt loss merupakan harga awal (rembesan awal) Q pada t = nol, yaitu ekstrapolasi garis dari q vs T.. Temperatur Temperatur naik, maka akan menurunkan viskositas fasa fluida dan laju filtrasi naik. Beberapa fluid loss chemicals mengalami dekomposisi pada temperatur seperti Tabel III-1. Tabel III-1 Dekomposisi Beberapa Fluid Loss Chemicals Jenis Chemicals mud Temperatur dekomp. ( O F) Normal Starch 5-50 CMC 75 PAC 75 Lignosulfonat 50 Chrome-Lignosulfonat 350

13 3. Konsentrasi padatan Makin tinggi konsentrasi padatan, laju filtrasi akan berkurang tetapi volume mud filtrate meningkat. 4. Permeabilitas Mud Cake Permeabilitas mud cake yang baik mempunyai struktur sehingga menghasilkan low-permeability cake dengan kandungan solid yang rendah. Hal ini dapat dicapai jika ke dalam sistem selain dengan bentonite, ditambahkan pula polymer yang mempunyai ukuran partikel sekitar submikron. Polymer akan memberikan sifat-sifat mud cake lebih liat dan lebih tipis daripada hanya memakai bentonite, fluid loss pun dapat berkurang. 5. Jenis Lumpur Jenis lumpur mempengaruhi tingkat effektifitas filtrate rate. Dari penelitian Krueger, diperoleh kesimpulan bahwa fluid loss (Polymer : CMC, Polyacrylamide, Starch) lebih effektif daripada organic viscosity reducers (quebracho dan metal complex-lignosulfonate). Pengukuran filtration loss dan mud cake dapat dilakukan dengan menggunakan HTHP Standard Filter Press pada tekanan 100 psi dan waktu 30 menit menurut standart API. Untuk mengontrol filtrate loss dapat digunakan zat - zat kimia seperti CMC, Strach, q - broxin dan lain-lainnya. Pada kondisi temperatur yang berbeda, air tapisan ini juga dapat mempunyai harga berbeda, sesuai dengan persamaan berikut : Dimana : F = F 1 x µ 1 µ...(3-7) F 1 = Air tapisan pada kondisi t 1, cm 3 F = Air tapisan pada kondisi t, cm 3 µ 1 = Viskositas air pada kondisi t 1, cps µ = Viskositas air pada kondisi t, cps

14 Pengaruh waktu terhadap filtrasi, akan berbanding lurus dengan akar dari waktu. F = F 1 x t t 1... (3-8) Jadi, semakin besar air yang menepis ke dalam lapisan, maka akan semakin besar pula mud cake yang terbentuk pada dinding lubang bor yang porous dan permeabel. 7. Derajat Keasaman Derajat keasaman (acidity) atau kebasaan (alkalinity) dari suatu larutan umumnya dapat ditentukan dengan menggunakan nilai ph. Bila ph > 7 maka larutan akan bersifat basa. 8. Kadar Chlor Kandungan Chlor ditentukan untuk mengetahui kadar garam dari lumpur yang akan mempengaruhi interpretasi logging listrik. Kadar garam yang besar akan menyebabkan daya hantar listrik menjadi besar pula, sehingga pembacaan resistivity cairan formasi akan dapat terpengaruh Jenis-jenis Lumpur Pemboran Penamaan lumpur pemboran berdasarkan bahan dasar pembuatannya, sehingga jenis lumpur pemboran dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1. Water Base Mud a. Fresh Water Mud b. Salt Water Mud. Oil-in-Water-Emultion Mud 3. Oil-Base Mud dan Oil-Base-Emultion Mud 4. Gaseous Drilling Fluids 5. Lumpur KCl Polymer

15 Ad. 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. a. Fresh Water Mud Fresh water mud adalah jenis lumpur bor dengan air tawar sebagai fasa cairnya. Dengan kadar garam yang sangat rendah (kurang dari 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 Mud Salt Water Mud merupakan lumpur pemboran yang mengandung air garam dengan konsentrasi di atas 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 : 1. Unsaturated Salt Water Mud yaitu lumpur yang fasa cairnya 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. 3. 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

16 Treated Gypsum Lignosulfonate yang lebih baik, lebih murah dan mudah dikontrol sifat-sifatnya. Ad.. Oil-in-Water-Emultion Mud Pada lumpur ini, minyak merupakan fasa terbesar (emulsi dan air sebagai fasa kontinyu). Jika pembuatannya baik, filtratnya hanya air. Air yang digunakan dapat fresh water atau salt water. Sifat-sifat fisik yang dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur, volume 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 gel strength lebih mudah dikontrol bila emulsifier-nya juga bertindak sebagai thinner. Semua minyak (crude) dapat digunakan, tetapi lebih baik bila memakai minyak refinery (refined oil) yang mempunyai sifat : 1. Uncracked (tidak terpecah molekulnya) supaya stabil.. Flash point tinggi untuk mencegah bahaya api. 3. Anline number tinggi (lebih dari 155) agar tidak merusak karet-karet pompa sirkulasi sistem. 4. Pour point rendah agar bisa digunakan untuk bermacam-macam temperatur. Keuntungan lainnya adalah karena bau dan flouressensi-nya lain dengan crude oil (mungkin yang berasal dari formasi) sehingga berguna untuk pengamatan cutting dalam menentukan adanya minyak. Untuk mencegah kerusakan karet-karet dapat digunakan karet sintetis.

17 Pada umumnya Oil-in-Water-Emultion Mud dapat digolongkan menjadi : a. Fresh Water Oil-in-Water-Emultion Mud Fresh Water Oil-in-Water-Emultion Mud yaitu lumpur yang mengandung NaCl sampai sekitar ppm. Lumpur emulsi ini dibuat dengan menambah emulsifier (pembuat emulsi) ke water base mud diikuti dengan sejumlah minyak (5-5 % volume). Jenis emulsifier bukan sabun lebih disukai karena dapat digunakan dalam lumpur yang mengandung Ca 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-Emultion Mud Lumpur ini mengandung paling sedikit (atau lebih besar ppm NaCl dalam fasa cairnya). Emulsifikasi dilakukan dengan emulsifier agent organik. Lumpur ini umumnya mempunyai ph di bawah 9 cocok digunakan untuk pemboran lapisan garam. Keuntungannya adalah : densitas-nya kecil, filtrate loss sedikit, mud cake tipis, lubrikasi lebih baik. Foaming bisa dipecahkan dengan penambahan surface active agent tertentu. Ad. 3. Oil-Base Mud 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 gel strength, dan mengurangi efek kontaminasi air serta mengurangi filtrate loss perlu ditambahkan zat-zat kimia. Lumpur jenis ini mahal harganya, biasanya digunakan kalau keadaan memaksa atau pada completion dan work over sumur. Misalnya melepas drillpipe

18 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 sensitif. Perbedaan utamanya dengan oil-base mud adalah bahwa air ditambahkan sebagai tambahan yang berguna (bukan kontaminer). Air yang teremulsi dapat antara % volume, tergantung densitas 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. Ad. 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 yang sangat 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. Ad. 5. Lumpur KCl Polymer 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.

19 3.6. Pembahasan sementara Tujuan dilakukannya optimasi hidrolika lumpur pemboran adalah agar dapat meningkatkan efek pembersihan dasar lubang bor dan bisa mengangkat serbuk bor dari annulus ke permukaan sehingga dapat membantu meningkatkan laju pemboran. Dalam tugas akhir ini parameter yang dioptimumkan yaitu dengan mengatur ukuran nozzle (TFA) dan laju sirkulasi (Q), sedangkan untuk jenis lumpur, sifat fisik lumpur pemboran dan faktor mekanis seperti WOB dan RPM sudah dianggap optimum sesuai dengan kondisi lapangan. Metode yang digunakan sebagai pendekatan masalah pada tugas akhir ini adalah metode BHI (Bit Hydraulic Impact), hal ini karena sumur yang di analisa adalah sumur berarah. Konsep BHI pada prinsipnya mengatur besarnya gaya yang bekerja pada dasar lubang dengan anggapan semua momentum diteruskan ke dasar lubang bor dengan kehilangan tekanan pada pahat (BHHP/HHP) sebesar 48% 8). Karena memaksimalkan tumbukan pada dasar lubang maka gaya yang bekerja cenderung akan mengikuti arah pahat dan inklinasi lubang, sehingga pada lintasan berinklinasi metode BHI akan bekerja secara maksimal. Sedangkan pengangkatan serbuk bor di annulus akan mencapai kondisi yang optimum apabila ratio transport mendekati harga lebih besar dari 90%, 3.7. Kesimpulan sementara Hasil yang diharapkan dari 0ptimasi lumpur dalam meminimasi hole problem pada pemboran, yaitu : a. Penstabil shale aktif. b.. Peningkatan pembersihan lubang bor.. c. Mencegah kerusakan formasi produktif.

20 1. Evaluasi Data A. Data Lapangan meliputi : 1. Kedalaman (D), ft. Tekanan Permukaan (Ps), Psi 3. Gradien Tekanan ( P), Psi/ft 4. Temperatur Permukaan (Ts), o F 5. Gradien Temperatur ( T), o F/ft 6. Mud Weight (ρm), ppg 7. Viscosity (μ), cp 8. Rate of Penetration (ROP) 9. Rotation Per Minute (RPM) 10. o F 11. psi 1. T avg, o F 13. P avg, psi 14. Data Lubang Casing Drillpipe 15. Data Serbuk Bor Jenis Formasi Densitas Serbuk Bor Diameter Serbuk Bor

21 . Perhitungan-Perhitungan : I. Menghitung Qmaks Pompa Menghitung Qmaksimum, dengan menggunakan persamaan Q maks = Maksimum Laju Alir Pompa, gpm II. Menghitung Qmin Pompa x Effisiensi Pompa x Jumlah Pompa. Qmin dengan Konsep Kecepatan Minimum Annular Velocity 1. Berdasarkan sifat fisik lumpur yang digunakan, Indeks Power law dihitung dengan persamaan PV + YP n = 3,3 log PV + YP. Indeks konsistensi dihitung dengan persamaan K 510 ( PV + YP) = n Berdasarkan laju alir lumpur dan diameter lubang dan pipa bor kecepatan aliran lumpur diannulus dapat dihitung dengan persamaan Q Va =,448 Dh Dp 4. Kecepatan kritis aliran lumpur pemboran dengan persaman V c 1,078 PV = + 1,078 PV ρ ( d m + 9,56 h d odp ( d d ) ) h odp YP ρ m 5. Kemudian apparent viscosity dapat dihitung dengan persamaan

22 K d µ a = 144 h d Va odp 1 n + 1/ n 0,008 n 6. Menghitung kecepatan slip serbuk bor dengan persamaan 8,87 Ds (ρ s ρf ) Vs = µ a 7. Menghitungan Konsentrasi Cutting dengan persamaan Cconc = 0,01778 ROP + 0, Menghitung kecepatan cutting (Vcut) dengan persamaan ROP Vcut = d odp 36 1 Cconc d h 9. Kecepatam minimum, menggunakan persamaan Vmin = Vcut + Vs θ 45 θ(600 Rpm)(3 + ρm) V min = Vcut Vsv Laju alir minimum lumpur di annulus dengan persamaan 1 Q min = π( d 4 h d odp ) xv min x3,117 III. Menentukan Tekanan Pompa Maksimum

23 Menghitung tekanan pompa maksimum dengan persamaan Tekanan (P) maks = Tekanan Maksimum Pompa x Effisiensi Pompa x Jumlah pomp IV. Menentukan Tekanan Pompa Minimum Penentuan tekanan pompa minimum dilakukan dengan menghitung pressure loss sepanjang sistem sirkulasi : 1. Kehilangan tekanan pada surface connection (Psc) dengan persamaan : Psc = L x Gradient Pressure Loss DP x Faktor Koreksi Alat. Kehilangan Tekanan pada Drill Pipe Kecepatan kritis aliran lumpur pemboran di dalam drillpipe : V cdp 1,078PV + 1,078 PV + 1,34d = ρ d m idp idp YP ρ m Kecepatan rata-rata aliran lumpur bor pada drill pipe : V = dp Q,448didp Aliran turbulen, besarnya kehilangan tekanan : P dp = ρ 0,75 m V 1,75 dp PV 1800d idp 1,5 0,5 L dp 3. Kehilangan Tekanan pada HWDP Kecepatan kritis aliran lumpur pemboran di dalam HWDP:

24 V c 5xHWDP 1,078PV = + 1,078 PV ρ d m + 1,34 d i 5xHWDP i 5xHWDP YP ρ m Kecepatan rata-rata aliran lumpur bor pada HWDP : V = 5xHWDP Q,448d i 5xHWDP Aliran turbulen, besarnya kehilangan tekanan : P 5xHWDP = ρ 0,75 m V 1,75 0,5 5xHWDP PV 1,5 1800di 5xHWDP L 5xHWDP 4. Kehilangan Tekanan pada Jar Kecepatan kritis aliran lumpur pemboran di dalam Jar : V c Jar 1,078PV + 1,078 PV + 1,34d = ρ d m i Jar i Jar YP ρ m V = Jar Kecepatan rata-rata aliran lumpur bor pada Jar : Q,448di Jar Aliran turbulen, besarnya kehilangan tekanan : P Jar = ρ 0,75 m V 1,75 Jar PV 1800d i Jar 0,5 1,5 L JAr 5. Kehilangan Tekanan pada Pahat : Q xρm Pb = 10858xAn

25 V. Perhitungan Hidrolika Pahat Aktual Perhitungan hidrolika pahat aktual dengan menghitung prosentase perbandingan antara hydraulic horse power pada pahat dengan hydraulic horse power pompa di permukaan (BHHP/HHP)x100 % dan Bit Impact Force (BIF),. 1. Menghitung kehilangan tekanan pada pahat dengan persamaan : Pb Q x ρ = m x An. Menghitung Bit Hydraulic Horse Power (BHHP) Q x P BHHP = b Menghitung Bit Impact Force (BIF) dengan persamaan : BIF = 1,73 x 10 - x Q x (ρ m x P b ) 0,5 4. Menghitung Horse Power Pompa Dipermukaan (HHP) Q x Pp HHP = Menentukan Prosentase BHHP/HHP BHHP = HHP x100%

26 VI. Perhitungan Hidrolika di Annulus Aktual Perhitungan hidrolika di annulus aktual dengan menghitung transport ratio serbuk bor (Ft), konsentrasi serbuk bor (Ca), dan indeks pengendapan serbuk bor (PBI), 1. Transport ratio dihitung dengan persamaan : Va Vs Ft = x100% Va. Menghitung konsentrasi serbuk bor setelah mendapatkan Ft ( ROP) Dh Ca = 100% 14,7 Ft Q 3. Menghitung Indeks Pengendapan Serbuk Bor Menghitung kecepatan searah lintasan sumur (Vsa) dan kecepatan slip radial (Vsr): Vsa = Vs cos φ Vsr = Vs sin φ 4. Menghitung waktu yang dibutuhkan serbuk bor akan mengendap (Ts) Ts 1/1( Dh Dp) = Vsr 5. Menghitung jarak yang di tempuh serbuk bor (Lc) Lc = ( Va Vsa) Ts 6. Indeks Pengendapan Serbuk Bor dengan persamaan : PBI 1/1( Dh Dp)( Va Vsa) = Lc Vsr VI. DAFTAR PUSTAKA

27 1. Browning W.C., : The Hydroxyl Factor In Shale Control, JPT Oktober O Briend. D.e, Chenevert M.E, : Stabilization Of Sensitive Shale Using Inhibited, Potasium Based Drilling Fluids, SPE Paper No : 43, Sudarsono, Ir, : Hambatan Dalam Pemboran, Pusat Pengembangan Tenaga Perminyakan Dan Gas Bumi, Cepu April 1986.

28 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL. HALAMAN PENGESAHAN.. HALAMAN PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR.. RINGKASAN.... DAFTAR ISI. DAFTAR GAMBAR DAFTAR GRAFIK... DAFTAR TABEL. DAFTAR LAMPIRAN. BAB I. PENDAHULUAN.. BAB II. TINJAUAN UMUM LAPANGAN...1 Sejarah Lapangan X. Keadaan Geologi Cekungan X Struktur Geologi Cekungan X.... Stratigrafi Cekungan X... BAB III. TEORI DASAR. 3.1 Lumpur Pemboran Fungsi Lumpur Pemboran Komponen Dasar Lumpur Pemboran Sifat Fisik Lumpur Pemboran... Halaman

29 DAFTAR ISI (Lanjutan) Halaman 3. Rheologi Lumpur Pemboran Pola Aliran Fluida Pemboran 3... Jenis Fluida Pemboran 3.3 Kecepatan Slip Serbuk Bor 3.4 Kecepatan Alir Kecepatan Alir Pompa Kecepatan Alir di Annulus dengan Konsep Minimum Annular Velocity. 3.5 Kehilangan Tekanan Kehilangan Tekanan pada Surface Equipment Kehilangan Tekanan pada Pipa Kehilangan Tekanan pada MWD Kehilangan Tekanan pada Motor Kehilangan Tekanan di Pahat Kehilangan Tekanan di Annulus Bottom Hole Assembly Measurement While Drilling Downhole Mud Motor Hidrolika pada Pahat Bit Hydraulic Horse Power Bit Hydraulic Impact Jet Velocity 3.8. Hidrolika di Annulus Ratio Transport Serbuk Bor Konsentrasi Serbuk Bor Indeks Pengendapan Serbuk Bor.. BAB IV. OPTIMASI HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN Data Pemboran, Sifat Fisik Lumpur dan Hidrolika. 4.. Data Serbuk Bor Data Pompa yang digunakan

30 DAFTAR ISI (Lanjutan) Halaman 4.4. Perhitungan Kecepatan Annular Velocity, Kehilangan Tekanan Sepanjang Sistem Sirkulasi, Hidrolika Pahat dan Hidolika Annulus Aktual 4.5. Optimasi Hidrolika Pahat dan Pengangkatan Serbuk Bor Desain Optimasi Hidrolika.. BAB V. PEMBAHASAN BAB VI. KESIMPULAN.. DAFTAR PUSTAKA