BAB II TEORI DASAR LUMPUR PEMBORAN
Lump Lumpur ur pemb pembor oran an adal adalah ah flui fluida da yang yang digu diguna naka kan n dida didala lam m opera operasi si pengeboran, dimana fluida tersebut dialirkan dari permukaan melalui rangkaian dalam pipa bor, keluar melalui pahat dan naik ke permukaan melalui ruang antara diameter luar rangkain pipa bor dengan dinding lubang bor.
2.1
Sifat fi fisik Lu Lumpur Pe Pemboran
Faktor yang sangat penting dalam melakukan suatu operasi pengeboran sumur sumur adalah adalah mengon mengontro troll kompos komposisi isi dan kondis kondisii dalam dalam Lumpu Lumpurr bor. bor. Untuk Untuk mempermudah pengertian hal diatas maka terdapat 4 (empat) sifat fisik Lumpur pemboran, yaitu densitas, viskositas, gel strength dan laju tapisa tapisan. n. Selain Selain itu terdapat terdapat pula sifat lumpur pemboran yang lain seperti seperti pH lumpur, sand content serta resistivitas lumpur bor.
2.1. 2.1.1 1
Dens Densit itas as Lu Lump mpur ur Pemb Pembor oran an
Densitas Densitas atau berat jenis sangat sangat penting penting diketahui diketahui untuk menentukan menentukan besarnya tekanan hidrostatik kolom lumpur untuk tiap kedalaman. Lumpur harus dikontrol agar dapat memberikan tekanan hidrostatik yang cukup untuk mencegah masuknya cairan formasi kedalam lubang bor, tetapi tekanan tersebut tidak boleh terlalu terlalu besar besar karena karena akan akan mengak mengakiba ibatka tkan n formasi formasi pecah pecah dan lumpur lumpur hilang hilang
4
5
kedalam formasi. Oleh karena itu berat jenis lumpur pemboran perlu direncanakan sebaik-baiknya dan disesuaikan dengan keadaan tekanan f ormasi. Dens Densit itas as suat suatu u flui fluida da adal adalah ah bera beratt flui fluida da diba dibagi gi volu volume meny nyaa pada pada temperatur dan tekanan tertentu. Satuan dimensi yang dipakai adalah kg/l, gr/cc dan lb/gal. Densitas lumpur adalah berat lumpur dibagi dengan volume lumpur atau dapat dinyatakan dengan persamaan berikut : ………………………………………………..(2.1) BJ
ρ =
ρ air
Dimana : BJ
= Densitas Lumpur, pp ppg
ρ
= Densitas Lumpur, ppg
ρ ai r
= Densitas air, ppg
Tekanan hidrostatik lumpur didasar lubang adalah fungsi dari berat jenis lump lumpur ur
itu itu
send sendir iri. i.
Teka Tekana nan n
hidr hidros osta tati tik k
lump lumpur ur
dida didasa sarr
luba lubang ng
akan akan
mempen mempengar garuhi uhi kemamp kemampuan uan dari dari pada pada formas formasii dibawah dibawahnya nya yang yang akan akan dibor. dibor... Dilapa Dilapanga ngan n berat berat jenis jenis lumpur lumpur diukur diukur dengan dengan menggu menggunak nakan an suatu suatu alat alat yang yang disebut mud balance. balance . Semakin besar tekanan hidrostatik lumpur maka akan semakin mampat dan hal ini merupakan hambatan pahat untuk mengoreknya.
4
Hubungan antara kecepatan pemboran dengan tekanan hidrostatik lumpur didasar lubang dapat dilihat pada grafik (Gambar 2.1).
Gambar 2.1 Hubungan Tekanan Hidrostatik Lumpur vs Laju Pemboran
2.1.2
Viskositas Lumpur Pemboran
Viskositas adalah tahanan fluida terhadap aliran atau gerakan yang disebabkan oleh adanya gesekan antara partikel pada fluida yang mengalir, yang mana disebabkan oleh adanya pergeseran antara :
Partikel-partikel itu sendiri.
Partikel-partikel padatan itu sendiri.
Partikel padatan dengan molekul zat cair.
Molekul-molekul zat cair. Pada lumpur bor, viskositas merupakan suatu tahanan terhadap aliran
lumpur yang memegang peranan dalam pengangkatan serbuk bor ke permukaan.
5
Semakin kental lumpur maka pengangkatan cutting makin baik. Apabila lumpur tidak cukup kental maka pengangkatan serbuk bor kurang sempurna dan akan mengakibatkan serbuk bor tertinggal didalam lubang bor sehingga menyebabkan rangkaian pipa pemboran akan terjepit. Akan tetapi apabila lumpur mempunyai viskositas yang besar sekali maka akan dapat mengakibatkan problem pada pemisahan cutting permukaan. Menurut Poiseille, viskositas lumpur dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: .............................................................(2.2)
μ=
Shear Stress Shear Rate
=
F
A V r
Dimana: μ
= Viskositas , Cp
F
= Gaya yang bekerja pada Sistem, dyne
A
= Luas penampang, cm/det
V
= Kecepatan alir, cm/det
R
= Jarak aliran, cm
jadi, viskositas merupakan factor perbandingan antara shear stress (tegangan geser) dengan shear rate (laju pegeseran). Selain itu Poiseille juga menyatakan:
Jika viskositas konstan dan berupa garis lurus (tidak berubah shear stress dan shear rate nya) maka fluida tersebut dinamakan “Newtonian Fluida” seperti pada gambar 2.2. Dalam hal ini contoh fluidanya berupa air asin.
4
Gambar 2.2 Hubungan Shear Stress Vs Shear Rate (Newtonian Fluids )
Jika viskositas berubah terhadap shear rate , maka fluida tersebut dinamakan “Non Newtonian Fluida” seperti pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Hubungan Shear Stress Vs Shear Rate (Non-Newtonian)
Sedangkan lumpur merupakan fluida Non Newtonian. Pada fluida Non Newtonian dikenal dengan adanya plastic viscosity, yield point dan apparent viscosity. Plastic viscosity adalah suatu tahanan terhadap aliran yang disebabkan oleh adanya gesekan-gesekan antara padatan dalam lumpur, padatan cairan dan gesekan antara lapisan cairan, dimana plastic viscosity merupakan hasil torsi dari
5
pembacaan pada alat viscometer. Torsi pada putaran 600 rpm dikurangi torsi pada putaran 300 rpm, yield point adalah gaya elektro kimia antara padatan-padatan, cairan-cairan, cairan-padatan pada zat kimia dalam kondisi dinamis yang berhubungan dengan pola aliran, pengangkatan serpih, kehilangan tekanan di annular dan konstaminasi. Yield point merupakan hasil dari torsi pada putaran 300 rpm dikurangi plastic viscosity , sedangkan apparent viscosity adalah keadaan dimana fluida Non Newtonian, dimana apparent viscosity merupakan hasil torsi pada putaran 600 rpm dibagi dua dan dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut: PV
= θ600 – θ300
……………………………………….(2.3)
YP
= θ600 – PV
……………………………………….(2.4)
AV
=
............................................................(2.5)
θ 600 2
Dimana: PV
= Plastic Viscosity, cp
YP
= Yield Point, cp
AV
= Apparent Viscosity, lbs/100 ft²
Didalam operasi pemboran seringkali viskositas lumpur naik, hal ini disebabkan karena:
Flokulasi (penggumpalan)
Padatan-padatan tertentu didalam lumpur
Yield Point merupakan angka yang menunjukan shearing stress yang diperlukan untuk mensirkulasi lumpur kembali, dengan kata lain lumpur tidak akan dapat bersikulasi sebelum diberikan shearing stress sebesar yield point.
5
Yield point sangat penting diketahui untuk perhitungan hidrolika lumpur, dimana yield point mempengaruhi tekanan diwaktu lumpur bersikulasi. Untuk dapat menentukan yield point lumpur bor dapat digunakan Stromer Viscometer ataupun Fann VG Meter.
2.1.1
Gel Strength
Pada saat sirkulasi berhenti, lumpur akan mengagar atau menjadi gel. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tarik-menarik antara partikel padatan lumpur dalam kondisi statis, gaya mengagar inilah yang disebut gel strength . Diwaktu lumpur berhenti melakukan sirkulasi, lumpur harus mempunyai gel strength yang dapat menahan serbuk lumpur bor dan material pemberat lumpur agar tidak turun. Akan tetapi jika gel strength terlalu tinggi akan menyebabkan kerja pompa terlalu berat untuk memulai sirkulasi kembali. Walaupun pompa mempunyai daya yang kuat, pompa tidak boleh memompakan lumpur dengan daya yang besar karena dapat menyebabkan formasi pecah. Gel strength dapat diukur dengan menggunakan Stromer Viscometer . Kekuatan gel strength secara kualitatif dapat dikualifikasikan menjadi dua tipe, yaitu gel strength 10 detik dan gel strength 10 menit yang dihitung dalam satuan lb/100 ft²
2.1.2
Laju Tapisan (Water Loss)
Lumpur pemboran terdiri dari komponen padat dan cair. Karena pada umumnya lubang sumur mempunyai pori-pori, maka komponen cair dari lumpur akan masuk kedalam dinding lubang bor yang disebut sebagai laju tapisan. Zat cair yang masuk ini disebut filtrate, kegunaan laju tapisan adalah membentuk mud cake pada dinding lubang bor. Secara matematis hubungan tersebut dapat ditulis:
5
Q2 = Q1
T 2 T 1
1 2
dimana: Q2 = Volume fluid loss yang dicari selama waktu T 2 menit, cc. Q1 = Volume fluid loss yang diketahui selama T 1 menit, cc. Didalam proses filtrasi, maka laju tapisan dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu: 1. Statik filtrasinya, merupakan filtrasi yang terjadi pada saat lumpur dalam keadaan diam (tidak ada sirkulasi) 2. Dinamik filtrasi, filtrasi yang terjadi dalam keadaan ada sirkulasi dan pipa bor berputar Cairan yang masuk kedalam formasi pada dinding lubang bor akan menyebabkan akibat negatif, yaitu dinding lubang bor akan lepas dan runtuh, water blocking , differential sticking. a. Dinding lubang bor akan lepas dan runtuh. Bila formasi yang dimasuki oleh zat cair yang masuk tersebut adalah air, maka ikatan antara partikel formasi akan lemah, sehingga dinding lubang bor cenderung untuk runtuh. b. Water Blocking Filtrat yang berupa aliran akan menghambat aliran minyak dari formasi kedalam lubang sumur jika dari lumpur banyak. c. Differential Sticking Seiring dengan banyaknya laju tapisan maka mud cake dari lumpur akan tebal. Diwaktu sirkulasi berhenti ditambah dengan berat jenis lumpur yang besar, maka drill collar akan cenderung terjepit, karena mud cake akan
5
menahan drill collar yang terbenam dalam mud cake serta lumpur akan menekan dengan tekanan hidrostatik yang besar ke dinding lubang bor.
2.1.1
Mud Cake
Mud cake yang baik sebaiknya tipis agar tidak memperkecil lubang bor dan mengurangi kemungkinan terjepitnya pipa bor, serta pada filtrate yang masuk kedalam formasi tidak terlalu berlebihan. Selain itu mud cake harus bersifat impermeable supaya invasi mud filtrat tidak berlangsung terus, untuk itu mud cake juga harus cepat terbentuk dan harus tahan terhadap elektrolit. Apabila sifatsifat mud cake kurang baik (misalnya masih permeable) maka filtrat akan menginvasi kedalam formasi akan semakin banyak.
2.1.2
Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman (pH) lumpur pemboran dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan keasaman dari lumpur bor. pH dari lumpur yang dipakai berkisar antara 8.5 sampai 12, jadi lumpur pemboran yang digunakan adalah dalam suasana basa. Kalau lumpur bor dalam suasana asam maka cutting yang keluar dari lubang bor akan halus atau hancur, sehingga tidak dapat ditentukan batuan apakah yang ditembus oleh mata bor. Dengan kata lain sulit untuk mendapatkan informasi dari cutting. Selain dari pada itu peralatan-peralatan yang dilalui oleh lumpur saat sedang sirkulasi atau tidak mudah berkarat. Dibawah ini adalah table sifat fisik lumpur bor dan kegunaannya serta alat yang digunakan untuk mengukur sifat fisik tersebut
Tabel 2.1 Sifat Fisik Lumpur dan Fungsinya Serta Alat Pengukurnya
4
Sifat Lumpur
Fungsi
Alat
Berat Lumpur
Mengontrol tekanan formasi, mencegah
Mud balance
Viskositas
gugurnya formasi dan hilangnya cairan. Mengetahui sifat kekentalan relative,
Marsh Funnel
mengangkat padatan bor
Tabel 2.1 Sifat Fisik Lumpur dan Fungsinya Serta Alat Pengukurnya (Lanjutan)
Sifat Lumpur
Fungsi
Viskositas Plastik
Mengukur gaya gesek antara padatan,
(Centipois)
cairan dan yang berhubungan dengan
Alat Fann VG Meter
konsentrasi padatan didalam lumpur. Yield Point
Mengukur gaya elektro kimia antara
Fann VG Meter
(lb/100 ft) ApparentViscosity
padat-padat, cair didalam lumpur. Merupakan hubungan antara shear stress
Fann VG Meter
(Centipois)
dan shear rate dan dapat dihasilkan dari viskositas putar
Gel Strength (lb/100ft2)
Menunjukan kemampuan lumpur didalam
Fann VG Meter
menahan atau mengapungkan serpih bor pada saat tidak
Laju Tapisan (cc)
Mengetahui jumlah cairan yang masuk ke formasi.
API Filter Press
4
Mud Cake
Berhubungan dengan konsentrasi padatan,
(32/inch)
sifat kimia dan kestabilan lumpur.
pH
Pengukur ion hydroksil dalam lumpur,
Filter Press
Paper Test Strip
yang berhubungan kestabilan kimia dalam mencegah korosi.
2.2
Fungsi Lumpur Pemboran
Tujuan terpenting dalam penggunaan suatu lumpur pemboran yaitu agar didalam proses pengeboran tidak menemui masalah-masalah yang dapat menghambat kelancaran pemboran itu sendiri. Untuk itu lumpur bor harus mempunyai beberapa fungsi penting antara lain: 1.
Mengangkat serbuk bor keatas permukaan Serbuk bor (cutting) dihasilkan dari pengikisan formasi oleh pahat didalam
melakukan pemboran, dan serbuk bor tersebut harus dikeluarkan dari dalam lubang bor karena hal tersebut dapat mempengaruhi keberhasilan atau tidaknya suatu pemboran. Apabila serbuk bor tidak dikeluarkan maka akan terjadi penumpukan serbuk bor didasar lubang dan jika ini terjadi maka akan timbul masalah seperti terjepitnya rangkaian pipa bor. Serbuk bor dapat terangkat jika lumpur mempunyai kemampuan untuk mengangkatnya, kemampuan serbuk bor untuk terangkat kepermukaan tergantuk yield point itu sendiri. Jika lumpur sudah mempunyai yield point yang memadai maka dengan melakukan sirkulasi, serbuk bor dapat terangkat keluar bersama dengan lumpur untuk dibuang melalui alat pengontrol padatan (solid contro equipment) 2.
Melumasi dan mendinginkan pahat bor .
5
Dalam pemboran, panas dapat timbul akibat dari pergesekan pahat dan rangkaian pemboran, kemungkinan panas tersebut dikonduksikan terus oleh formasi. Konduksi formasi umumnya kecil, sehingga sulit untuk menghilangkan panas. Maka dari itu panas tersebut harus dipindahkan dari titik gesekan ke lumpur dan diharapkan cukup mendinginkan serta melumasi rangkaian alat bor. 3.
Melapisi dinding bor dengan mud cake Lumpur yang mempunyai kandungan padatan yang berasal dari bentonite
akan membuat mud cake atau lapisan zat padat tipis dipermukaan lubang yang semipermeable. Pembentukan mud cake akan terjadi apabila ada lapisan semipermeable dan perbedaan tekanan antara tekanan hidrostatik dengan dinding lubang bor. Mud cake yang terbentuk diharapkan dapat menahan aliran fluida yang masuk kedalam formasi. Cairan yang masuk kedalam formasi tersebut disebut filtrate. Sifat well building ini dapat diperbaiki dengan menambah sifat koloidal lumpur pemboran dengan bentonite yang memberi zat kimia untuk memperbaiki distribusi zat padat dalam lumpur, misalnya polimer jenis PAC-R , yang dianalisa didalam laboratorium ini dapat mengurangi laju tapisan dan mud cake. 4.
Mendapatkan informasi sumur Dalam suatu pemboran juga dilakukan analisa serebuk bor, yaitu dengan
analisa serbuk bor yang naik kepermukaan untuk mendapatkan serta menentukan jenis formasi apa yang dibor. 5.
Menahan sebagian berat rangkaian pemboran Dengan bertambahnya kedalaman dalam pemboran maka berat yang
ditahan oleh peralatan dipermukaan menjadi bertambah . Berat peralatan tersebut diapungkan oleh gaya yang sama dengan berat jenis lumpur yang menyebabkan pengurangan pada berat total.
5
6.
Mengontrol tekanan formasi Pada tekanan yang normal, air dan padatan cukup menhan tekanan
formasi. Untuk tekanan yang lebih kecil dari tekanan normal (subnormal pressure), densitas lumpur harus diperkecil agar lumpur tidak masuk atau hilang keformasi. Sebaliknya untuk tekanan yang lebih besar dari normal (abnormal pressure), maka penambahan material pemberat perlu ditambahkan untuk memperberat lumpur. Tekanan yang diakibatkan oleh kolom lumpur pada kedalaman D ft, dapat dihitung dengan persamaan berikut: ph = 0.052 x MW x D
…………………………………………(2.6)
Dimana:
7.
ph
: Tekanan hidrostatik lumpur, psi
MW
: Densitas lumpur, ppg
D
: Kedalaman, ft
Media logging Pada operasi pemboran lumpur bor dianalisa untuk mengetahui apakah
mengandung tidaknya hidrokarbon. Selain itu dilakukan untuk membuat contoh log, yaitu analisa serbuk bor yang naik kepermukaan dan berguna untuk menentukan formasi yang aktif. 8.
Mencegah dan menghambat korosi Korosi adalah proses elektro kimia yang diakibatkan karena semakin
banyak jumlah ion elektrolit didalam lumpur atau semakin tinggi konduktivitas lumpur semakin besar laju korosi yang berada pada kondisi asam. 9.
Sebagai tenaga penggerak
5
Lumpur yang keluar melalui lubang dari mata bor ( nozzle) pada saat pemboran dapat berfungsi sebagai tenaga penggerak putaran dari mata bor itu sendiri. Jadi putaran tidak perlu dilakukan dari permukaan yang menggunakan rotary table atau top drive. Perputaran yang cepat dapat dilakukan dengan menaikan kecepatan pompa sehingga akam dihasilkan putaran yang tinggi. Putaran yang tinggi tentu akan menghasilkan laju penembusan yang tinggi pula sehingga dapat mengurangi waktu pembora untuk mencapai kedalaman yang diinginkan. 10. Menahan serbuk bor dan material pemberat selama sirkulasi berhenti Kemampuan lumpur untuk menahan serbuk bor selama sirkulasi dihentikan terutama tergantung dari daya agarnya. Dengan lumpur menjadi gel, tahanan terhadap gerakan serbuk bor kebawah dapat dipertinggi. Serbuk bor perlu ditahan agar tidak turun kebawah, karena apabila turun kebawah maka dapat menyebabkan akumulasi serbuk bor dan masalah akan timbul seperti pipa terjepit. Tetapi gel yang terlalu besar akan berakibat buruk terhadap tekanan pompa, karena pompa akan memerlukan tekanan yang besar untuk dapat membuat lumpur mengalir.
2.3
Sistem Sirkulasi Lumpur Pemboran
Fungsi utama dari sistem sirkulasi adalah untuk mengangkat serbuk bor dari dasar lubang menuju permukaan pada waktu operasi pemboran. Skema sistim sirkulasi lumpur pemboran berawal dari lumpur pemboran yang mengalir dari tangki penghisap dimana lumpur menuju pompa lumpur, kemudian dari pompa lumpur mengalir melalui sambungan pipa menuju stand pipe masuk kedalam rangkaian pipa bor sampai ke pahat bor. Melalui corong pahat bor, lumpur naik keruang annulus diantara rangkaian bor dengan lubang menuju permukaan dan
5
melalui peralatan pengontrol padatan dan tangki, lumpur kembali ke tangki penghisap. Komponen utama dari sistem sirkulasi adalah : a) Pompa Lumpur b) Rangkaian Pipa Permukaan c) Rangkaian Pipa di dalam lubang d) Tangki Lumpur dan peralatan pengontrol padatan Berikut adalah alur sirkulasi lumpur pemboran : Mud Tank → Mud Pump → Mud Line → Stand Pipe → Goose Neck → Swivel → Kelly Pipe → Drill Pipe → Drill Colar → Bit → Anulus → Mud Line Untuk mengalirkan fluida pemboran ini dibutuhkan pompa sebagai tenaga
penggerak.
Pompa
lumpur
umunya
adalah
tipe
pompa
piston
(Reciprocating Positive Displacement), dapat berupa sistim duplex dengan dua silinder piston. Umunya dua pompa sirkulasi dipakai dalam proses pemboran. Untuk lubang ukuran besar pada tahap pemboran, kedua pompa dapat dipakai sekaligus untuk mengalirkan laju alir yang besar.
Berikut ini adalah Gambar dari Sistem Sirkulasi Lumpur Pemboran.
4
Gambar 2.4 Sistem Sirkulasi Lumpur Pemboran (1)
Keterangan Gambar : A = Mud Mixing Equipment 1
= Steel Tanks
2
= Mud Pump
3
= Drill String
4
= Contaminant Removal
5
= Pit pembuangan Cutting
2.4
Komposisi Lumpur Pemboran
Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serbuk pemboran (cutting). Lalu dengan perkembangan teknologi, maka lumpur mulai digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat, zat kimia ditambahkan dan
5
akhirnya digunakan pula udara dan gas untuk pemboran walaupun lumpur tetap bertahan. Secara umum lumpur pemboran mempunyai empat komponen atau fasa: 1. Fasa cair (komponen cair) 2. Padatan yang reaktif (komponen paling dalam) 3. Padatan insert 4. additive Keempat komponen ini dicampurkan sedemikian rupa sehingga didapatkan lumpur pemboran yang sesuai dengan formasi yang ditembus. 1.
Fasa cair Zat cair dari lumpur pemboran merupakan fasa dasar dari lumpur yang
mana berupa air atau minyak ataupun keduanya yang disebut dengan emulsi. Emulsi ini dapat terdiri dari dua jenis, yaitu emulsi minyak dalam air dan air didalam minyak. Lebih dari 75% lumpur pemboran menggunakan air. Disini air dapat dibagi menjadi dua, yaitu air tawar dan air asin. Sedangkan air asin sendiri dibagi menjadi dua, yaitu air asin jenuh dan air asin yang tidak jenuh. Untuk pemilihan air, hal ini dapat disesuaikan dengan lokasi setempat, lokasi mana yang mudah didapat, dan juga disesuaikan dengan formasi yang akan ditembus.
2.
Reactive Solid Padatan yang bereaksi dengan zat cair lumpur disebut dengan reactive
solid. Padatan ini membuat lumpur menjadi kental atau berbentuk koloid. Dalam lumpur bor yang bertindak sebagai reactive solid adalah barite , yang mana bila barite tercampur dengan air maka akan terbentuk koloid. Air yang tercampur dengan barite ini adalah air laut. 3.
Inert Solid
5
Inert Solid merupakan komponen padatan dari lumpur yang tidak bereaksi dengan zat cair lumpur bor. Dalam kehidupan sehari-hari pasir yang diaduk dengan air apabila kita diamkan beberapa saat akan turun kedasar tempat kita mengaduknya. Disini pasir disebut inert solid . Didalam lumpur bor inert solid berguna untuk menambah berat jenis dari lumpur, yang tujuannya untuk menahan tekanan dari tekanan formasi. Inert Solid dapat pula berasal dari formasi-formasi yang dibor dan terbawa oleh lumpur seperti chert, pasir, atau clay non swelling. Padatan seperti ini bukan sengaja untuk menaikan densitas lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin (dapat menyebabkan abrasi dan kerusakan pompa) 4.
Adittive Didalam lumpur pemboran selain terdiri dari atas komponen pokok lumpur,
maka ada
material tambahan yang berfungsi
mengontrol dan
memperbaiki sifat-sifat lumpur agar sesuai dengan formasi yang dihadapi selama operasi pemboran. Berikut ini disebutkan beberapa bahan kimia yaitu untuk tujuan menaikan berat jenis lumpur, menaikan viskositas, menurunkan viskositas, menurunkan laju tapisan dan lain-lain. •
Pac - R
Pac – R adalah
additive viskositas tinggi dari Selulosa Polyanionic
(PAC) yang digunakan sebagai pengontrol kehilangan cairan pada pengeboran. Dapat juga digunakan untuk menaikkan viskositas lumpur pada pengeboran. •
Soda Ash
Digunakan untuk menangkap ion Ca + dan Mg2+ •
KOH
Digunakan untuk menaikan pH •
Xanthan Gum
5
Adalah polisakarida berat molekul tinggi yang dihasilkan oleh proses fermentasi dengan Xanthomonas campestris bawah kondisi khusus media nutrisi, pH, 02 dan suhu kemudian dimurnikan, dikeringkan dan digiling menjadi putih. Xanthan Gum secara khusus diproduksi sebagai aditif untuk lumpur pengeboran. •
Starch
Starch dapat berfungsi dengan baik sebagai fluid loss control agent dengan hadirnya ion kalsium atau sodium, oleh karena itu aditive ini cocok digunakan untuk lumpur saltwater atau lumput lime. •
XP - 20
XP – 20 mempunyai pH 10, merupakan prereacted crome lignit yang digunakan terutama dengan spersense. Selain itu sebagai penstabil dan pengemulsi, juga menurunkan fluid loss dan mengkontribusi sifat inhibitive lumpur. 2.5
Jenis Lumpur Pemboran
Lumpur pemboran dapat digolongkan menjadi 3 (tiga) golongan yaitu : 1. Lumpur berbahan dasar air (water base) – Lumpur air tawar ( fresh water) – Lumpur air asin ( salt water)
2. Lumpur berbahan dasar minyak (oil base) 3. Lumpur berbahan dasar gas ( pneumatic)
2.5.1
Lumpur Berbahan Dasar Air (Water Base) •
Spud Mud Spud mud ini dipergunakan untuk membor formasi permukaan untuk conductor casing. Fungsi utamanya untuk pengangkat an cutting. Volume yang diperlukan sedikit dan terbuat dari air tawar.
4
•
Bentonite Mud Bentonite meliputi hampir seluruh jenis dari fresh water dan paling sering digunakan sebagai bahan untuk melengkapi inorganic koloid yang diperlukan dalam mengurangi filter loss.
•
Phospate Mud Phospate
mud
mengandung
polyphosphate
untuk
mengontrol
viskositas. Padatan didalam mud menyebabkan density mud naik dan mengurangi filter loss. •
Calcium Mud Calcium mud mengandung bentuk larutan dari calcium sebagai komponen. Calcium dapat ditambahkan dalam bentuk cement, plaster ketika mud melalui lapisan cement.
•
Salt Water Mud Lumpur ini digunakan pada pemboran formasi garam (salt dome), salt stringer dan aliran garam. Untuk mengurangi filtrat loss dan tebal mud cake digunakan koloid.
2.5.1
Lumpur Berbahan Dasar Minyak (Oil Base)
Pada kondisi pemboran tertentu misalnya pada pemboran sumur dalam, oil mud Sangat cocok untuk digunakan. Pemakaian oil base mud mencapai 5-10% dari total drilling fluid yang dipakai , jenis pemboran serta jenis peralatan yang ada. Pada saat ini ada 2 sistem lumpur, yaitu: Fase external minyak dan Invert emulsion mud.
2.5.2
Lumpur Berbahan Dasar Gas
4
Low density drilling fluid dipakai untuk pemboran dalam kondisi balance (seimbang) atau underbalance untuk mencapai maksud tertentu. Fluida yang dipakai antara lain adalah udara/gas. Foam (busa) dialirkan bersama-sama dengan udara. Pemakaian istilah “Air Drilling” adalah pemboran dengan menggunakan udara atau gas alam sebagai fluida pemboran.
2.6
Lumpur XCD Polimer (Xanthan Gum)
Lumpur XCD Polimer yang sebagian dibuat dari pati, secara khusus diproduksi sebagai aditif untuk pengeboran. Digunakan dalam jumlah besar yang berfungsi sebagai pengental lumpur pengeboran. Xanthan Gum memiliki toleransi yang sangat baik untuk perubahan suhu, asam, alkaline dan garam. Sistem penambahan Xanthan Gum ini berfungsi baik untuk mengangkat cutting kembali ke permukaan dan menghasilkan nilai low end rheology yang baik. Sehingga ketika sirkulasi berhenti, padatan tetap tersusensi dalam fluida pengeboran. Fungsi lainnya dapat meningkatkan kemampuan dan penetrasi terhadap material – material padat yang kecil dan mengurangi kehilangan tekanan pada saat pengeboran. Berkaitan langsung dengan meningkatnya efisiensi pengeboran, perbaikan dan komplesi Xanthan Gum tidak hanya mempercepat proses perlubangan pada pemboran tapi juga dapat mengurangi adanya kerusakan formasi.
5
Sebagai additive yang berasal dari alam, Xanthan Gum ini ramah lingkungan sehingga dapat melindungi lingkungan alam.
Berikut ini adalah Gambar dari ikatan kimia dari Xanthan Gum.
Gambar 2.5 Ikatan Kimia Xanthan Gum (2)
