Pemboran pada Migas
Proses pembentukan sumur minyak tersebut masih terus terjadi sampai sekarang. Tetapi sumur minyak yang masih muda (kurang dari 60 juta tahun) belum membentuk formasi jenuh yang siap untuk dibor. Di beberapa kasus, erosi dan dorongan kuat dari lipatan-lipatan bebatuan menyebabkan
kebocoran
hidrokarbon
keluar
kurungannya.
Kadang
hidrokarbon tersebut bergerak menuju permukaan dan bisa dipanen tanpa pengeboran, tetapi butuh pemrosesan yang rumit untuk memisahkan pasir dan pengotor-pengotor pengotor-pengotor lainnya. Data seismik dan pemodelan visual 3D menjadi pedoman utama dalam merencanakan pengeboran. Setelah observasi dan survei pada lapisan tanah dilakukan, maka tahap evaluasi sumur minyak telah selesai dan tahap
pengembangan dapat dimulai. Pada tahap ini akan dilakukan pembangunan sumur yang meliputi pengeboran, pemasangan tubular, penyemenan, dan persiapan produksi. Rangkaian peralatan khusus yang digunakan untuk mengebor sumur minyak bumi disebut rig. Ciri utama rig adalah menara yang terbuat dari baja dan digunakan untuk menaik-turunkan pipa-pipa tubular sumur sehingga isi sumur dapat diakses. Komponen utama dari rig adalah menara (derrick ), mimbar dasar (floor) , drawworks , sumber tenaga (drive ), dan medium lumpur (mud handing ). Untuk dapat mengakses sumur, maka suatu segmen pipa ( drill strin g) dipasang setiap 30 meter. Masukan tekanan dan torsi rotasi pada pipa tersebut diperoleh dari rangsangan hidrolik atau listrik yang dibangkitkan di puncak menara. Komponen mata bor (cone ) yang terdapat di dasar sumur digunakan untuk menggali bebatuan. Jenis bebatuan yang digali akan mempengaruhi bahan dan jenis material mata bor yang digunakan. Semua komponen tersebut dikontrol penuh oleh drawworks . Perhitungan yang tepat sangat diperlukan agar drawwork tidak merusak pipa dan mata bor yang berada di dasar sumur. Komponen
lumpur
berfungsi
untuk
membawa
serpihan
bebatuan
ke
permukaan serta membersihkan dan mendinginkan mata bor di dasar sumur. Agar tidak terjadi kebocoran minyak dan gas, lumpur tersebut harus mampu memberi kesetimbangan nilai tekanan di dasar sumur. Kebocoran minyak dan gas dapat menyebabkan situasi ledakan (blow-out ) dan merusak peralatan rig. Alat pencegahan terakhir yang sering digunakan untuk mencegah situasi ledakan yang tidak diinginkan adalah katup pengaman bawah tanah yang dipasang pada pipa sumur. Biasanya arah pemboran sumur sengaja dideviasi secara vertikal terhadap sumur. Pada pengeboran modern, sumur diakses 80 o dari sumbu vertikal agar sekat formasi lebih mudah ditembus dan aliran minyak lebih banyak. Efisiensi pengeboran juga dapat dilakukan dengan membuat cabangcabang pipa agar sumur di lokasi yang berbeda dapat diakses oleh rig yang sama. Bentuk dan struktur rig cenderung berbeda-beda sesuai jenis operasi dan fungsinya
dalam
tahap
pengembangan.
Rig
yang
beroperasi
di
atas
permukaan air (offshore rig ) digolongkan berdasarkan kedalaman sumur yang
diakses. Rentang kedalaman berkisar antara tujuh sampai ribuan meter pada laut yang dalam. Perangkat rig pada drill ship ditaruh di atas sebuah kapal laut dan dikendalikan menggunakan komputer karena daerah operasinya sangat terpencil, jauh dari darat, dan dipakai untuk mengakses sumur pada laut yang dalam. Rig yang telah berhasil mengakses sumur akan diberi pelindung luar (casing ) dan semen sehingga lapisan formasi di sepanjang sumur tetap terisolasi dan beban aksial lubang sumur dapat dipertahankan.
Pengeboran minyak bumi adalah usaha teknis yang dilaksanakan dengan membuat lubang ke perut bumi dengan aman (sesuai standar tertentu) sampai ke formasi yang kaya akan kandungan minyak bumi dan gas. lubang ini kemudian dilapisi dengan casing (pipa besi dengan ukuran standar) dan dilakukan penyemenan (cementing) untuk melekatkan casing pada dinding formasi. Dengan terhubunganya lapisan formasi dengan permukaan melalui lubang hasil pengeboran ini maka kandungan minyak bumi di dalam perut bumi dapat dimanfaatkan secara komersial dalam jumlah yang ekonomis. Operasi pengeboran merupakan kegiatan di kawasan terbatas dengan jumlah investasi yang besar. Kegiatan ini melibatkan investasi padat modal dengan peralatan teknologi tinggi dan manusia-manusia yang memiliki kualifikasi yang dibutuhkan. Para personil yang bekerja di pengeboran harus memiliki pengetahuan yang mendalam,
pengalaman
memperhatikan
di
bagian
keselamatan
yang
kerja
menjadi
sebagai
hal
kekhususannya, yang
paling
dan
utama.
Keselamatan kerja akan berpengaruh positif pada keberhasilan proyek dengan tidak
terhentinya
perusahaan
proses
minyak
pengeboran,
bumi
dan
gas
serta di
mata
berpengaruh pemangku
pada
citra
kepentingan
(pemerintah, pemegang saham, investor, masyarakat sekitar, dan pemerhati lingkungan). Untuk lebih jelasnya sebelum ke pengeboran kita mundur sejenak untuk melihat
proses-proses
yang
dilaksanakan
untuk
mengetahui
adanya
perangkap di bawah permukaan yang berisi cadangan minyak bumi dan gas. Proses tersebut meliputi:
1. Survei oleh ahli geologi Ruang lingkup geologi minyak dan gas bumi adalah geologi batuan lunak (soft-rock geology) yang mempelajari batuan sedimen untuk mencari minyak dan batu bara yang erat kaitannya dengan batuan sedimen. Geologi mengkaji batuan sedimen dan semua faktor yang menentukan cara terdapatnya, penyebaran, dan cara berakumulasinya minyak dan gas bumi di kerak bumi. Dari hasil singkapan tersebut lalu dibuatkan petanya untuk menentukan tempat terbaik untuk melakukan pengeboran.Geologi migas meliputi geologi permukaan dan bawah permukaan. Menurut Ikatan Ahli Teknik Perminyakan Indonesia untuk menentukan suatu daerah mempunyai potensi akan minyak bumi, maka ada beberapa kondisi yang harus ada di daerah tersebut dalam eksplorasi minyak bumi hal ini disebut kajian geologi. Jika salah satu saja tidak ada maka daerah tersebut tidak potensial atau bahkan tidak mengandung hidrokarbon. Kondisi itu adalah: a. Batuan Sumber (Source Rock) , yaitu batuan yang menjadi bahan baku pembentukan hidrokarbon. biasanya yang berperan sebagai batuan sumber ini adalah serpih (Shale). batuan ini kaya akan kandungan unsur atom karbon (C) yang didapat dari cangkang – cangkang fosil yang terendapkan di batuan itu. Karbon inilah yang akan menjadi unsur utama dalam rantai penyusun ikatan kimia hidrokarbon. b. Tekanan dan Temperatur, untuk mengubah fosil tersebut menjadi hidrokarbon, tekanan dan temperatur yang tinggi di perlukan. Tekanan dan temperatur ini akan mengubah ikatan kimia karbon yang ada dibatuan menjadi rantai hidrokarbon. c. Migrasi, Hirdokarbon yang telah terbentuk dari proses di atas harus dapat berpindah ke tempat dimana hidrokarbon memiliki nilai ekonomis untuk diproduksi.
Di
batuan
sumbernya
sendiri
dapat
dikatakan
tidak
memungkinkan untuk di ekploitasi karena hidrokarbon di sana tidak terakumulasi dan tidak dapat mengalir. Sehingga tahapan ini sangat penting untuk menentukan kemungkinan eksploitasi hidrokarbon tersebut. d. Reservoir adalah batuan yang merupakan wadah bagi hidrokarbon untuk berkumpul dari proses migrasinya.
Reservoar ini biasanya adalah batupasir dan batuan karbonat, karena kedua jenis
batu ini
memiliki pori
yang cukup
besar
untuk tersimpannya
hidrokarbon. Reservoar sangat penting karena pada batuan inilah minyak bumi di produksi. e. Caps Rock Minyak dan atau gas terdapat di dalam reservoir, untuk dapat menahan dan melindungi fluida tersebut, maka lapisan reservoir ini harus mempunyai penutup di bagian luar lapisannya. Sebagai penutup lapisan reservoir biasanva merupakan lapisan batuan yang rnempunyai sifat kekedapan (impermeabel),
yaitu
sifat
yang
tidak
dapat
meloloskan
fluida
yarg
dibatasinya. Jadi lapisan penutup didefinisikan sebagai lapisan yang berada dibagian atas dan tepi reservoir yang dapat dan melindungi fluida yang berada di dalam lapisan di bawahnya. f. Perangkap Reservoir (Reservoir Trap) Merupakan unsur pembentuk reservoir sedemikian rupa sehingga lapisan beserta penutupnya merupakan bentuk yang konkap ke bawah, hal ini akan mengakumulasikan minyak dalam reservoir. Jika perangkap ini tidak ada maka
hidrokarbon
dapat
mengalir
ketempat
lain
yang
ekonomisannya akan berkurang atau tidak ekonomis sama sekali.
Gb. Akumulasi geologis: A) Anticline trap B) Fault trap C) Unconformity trap D) Stratigraphic trap
berarti
ke
1.Seismik Proses ini bertujuan untuk mencari kandungan minyak ataupun gas bumi
dengan
menggunakan
gelombang
akustik
(acoustic
waves)
yang
merambat ke lapisan tanah. Gelombang ini direfleksikan dan ditangkap kembali oleh sensor. Dari data proses perambatan gelombang ini akan diolah untuk mendapatkan informasi lapisan tanah yang dapat dimanfaatkan kandungan minyak dan gas buminya. Untuk melakukan proses seismik di kedalaman laut digunakan kapal survei dengan peralatan sonar.
Gb. Seismik daratan
Pemboran Pada Air Tanah
Untuk
pengeboran
dengan
kedalaman
dan
diameter
tertentu
diperlukan dua tahapan, yaitu Pengoboran Inti dan Non-Inti. 1. Pengeboran Inti Dilakukan untuk mengeksplorasi dan survey geoteknik. Informasi geoteknik (data rekahan, joint, dan struktur lainnya), informasi litologi, kualitas terhadap mineral tertentu, dll. Eksplorasi informasi yang diperoleh tebal dan posisi endapan serta kualitas (melalui analisis kimia). Pengeboran inti hanya
memungkinkan dilakukan dengan metode pengeboran putar, dan panjang inti bor pada setiap run pengeboran akan dibatasi oleh panjangnya stang bor itu sendiri. Untuk pengeboran yang dalam akan lebih efektif menggunakan sistem wireline (core barrel diangkat cukup menggunakan sebuah kawat yang ditarik dari atas). Sampel yang didapatkan dalam pengeboran inti adalah inti bor dan cutting. Dalam pengeboran non (membuat lubang tanpa memperoleh inti bor). Pengeboran non inti bisa dilakukan dengan metode pengeboran putar, tumbuk (cable tool), auger, bor bangka, dll. 2. Pemboran Non Inti Dalam pengeboran non inti ini interpretasi bawah permukaan melalui cutting yang terangkat ke permukaan oleh fluida bor. Akurasi interpretasi geologi
akan
menemui
banyak
kelemahan
terutama
dalam
ketepatan
penentuan kedalamannya. Hal penting dalam pengeboran non inti adalah bidang gerus (berai) mata bor yang lebih luas. Tahap – Tahap Pengeboran Air Untuk pengeboran air perlu dilakukan beberapa tahapan yang diantaranya adalah pengeboran awal (pilot-hole), pengujian geofisika (well-logging), pembesaran lubang (reaming), konstruksi sumur, pembersihan lubang sumur (development), dan pengujian pompa (pumping-test).
a. Pengeboran awal (pilot-hole) Pengeboran awal (pilot-hole) dilakukan guna untuk mengetahui litologi secara rinci. Biasanya menggunakan mata bor jenis tricone dengan diameter 6” hingga kedalaman melebihi konstruksi sumur yang direncanakan. b. Pembesaran lubang bor (reaming) Tujuan dari proses ini adalah untuk mendapatkan kemudahan dalam pemasangan pipa dan saringan (konstruksi), yang antara lain adalah: a. Pemasangan pipa penghantar saat pengisian gravel dan grouting-cement
b. Peletakan pipa piezometer (kalau ada) c. Pemasangan pipa pelindung sementara c. Konstruksi sumur Proses
konstruksi
pemasangan
pipa
cassing
sumur
harus
secepatnya
dilakukan sesegera mungkin setelah selesai proses pengeboran, untuk menghindari terjadinya ambrukan atau keruntuhan pada dinding sumur yang telah tersedia. Konstruksi sumur disesuaikan dengan hasil pengukuran penampang lubang bor. 1. Pengisian gravel Gravel berfungsi sebagai pengikat cassing agar terpasang lebih kokoh dan sekaligus juga berfungsi sebagai saringan (filter) yang dimasukkan pada ruang yang tersedia antara lobang sumur dengan pipa cassing. Gravel yang digunakan biasanya berukuran antara 2 - 5mm dimasukkan melalui pipa penghantar berukuran 1,5” dari dasar sumur hingga kedalaman yang direncanakan. Bersamaan dengan pengerjaan pengisian gravel, dilakukan juga
pemompaan
lumpur
(spulling)
dari
pompa
melalui
ruang
pipa
konstruksi. Pekerjaan ini harus dilakukan agar lumpur sisa pengeboran dapat dikeluarkan melalui dinding pipa konstruksi dan dinding lubang bor tempat posisi gravel berada dengan menutup ruangan di dalam pipa konstruksi. Spulling tersebut bertujuan untuk membuat gradasi gravel yang dimasukkan agar dapat tersusun dengan baik dan padat. b. Grouting cement Grouting cement adalah pemasangan adonan semen yang diletakkan di atas permukaan gravel (ruang antara dinding pipa konstruksi dengan dinding lubang bor) melalui pipa penghantar berukuran 1,5”, selanjutnya pipa tersebut dibuka kemudian diangkat satu persatu sehingga adonan semen mencapai permukaan sumur. d. Pembersihan sumur (Development) Pembersihan sumur ini dapat dilakukan melalui beberapa tahapan, yang antara lain adalah sebagai berikut:
1. Pengocokan mekanis (surging) Pengocokan mekanis dilakukan dengan cara menaik-turunkan stang bor atau pipa di antara stang bor atau pipa penghantar yang telah dipasang alat plunger, biasanya diletakkan di dalam pipa jambang. Pengocokan mekanis dilakukan
berkali-kali
Pengocokan
mekanis
sampai ini
kondisi
dilakukan
air
antara
terlihat lain
cukup bertujuan
jernih. untuk
mengeluarkan kotoran yang ada di dalam sumur (saat ditekan), menghisap air dari akuifer ke dalam sumur sehingga kondisi lumpur yang kental menjadi encer (saat ditarik) serta kotoran-kotoran yang menempel dalam saringan terbawa ke dalam sumur, membantu proses pemadatan dan gradasi gravel (saat ditarik). 2. Metode pembersihan lubang Pembersihan lubang dilakukan dengan fluida (sirkulasi langsung atau normal), fluida (udara, air, atau lumpur) dipompa dengan tekanan ke bawah melalui stang bor, mata bor, dan kemudian membawa cutting ke permukaan di antara dinding lubang bor dan stang bor. Pembersihan dengan fluida (sirkulasi terbalik), pada metode ini fluida dipompa ke bawah melalui lubang di antara dinding lubang bor dan stang bor, kemudian melewati mata bor, dan naik ke atas melalui lubang di dalam stang bor. e. Kedalaman dan Ukuran Lubang Bor Kedalaman dan ukuran lubang bor sangat ditentukan oleh tipe pengeboran yang dilakukan. Tipe pengeboran harus sesuai dengan kedalaman dan ukuran
lubang
bor
yang
diinginkan.
Sebagai
contoh
misalnya,
tipe
pengeboran dengan auger tangan hanya dapat digunakan untuk pengeboran yang berkedalaman beberapa meter saja dengan ukuran lubang yang kecil. Beberapa tipe pengeboran dapat diaplikasikan pada rentang ukuran lubang bor tertentu, cable tool, ukuran lubang 100mm s/d 400mm (4-16") dan sampai kedalaman 1500m (5000ft). Slim rotary (diamond), ukuran lubang 30mm
s/d
100mm
(1-4")
dan
sampai
kedalaman
1500m
(5000ft)
Tipe pengeboran juga dapat diklasifikasikan berdasarkan aplikasinya seperti cable tool untuk pengeboran air, rotary untuk pengeboran minyak, hammer untuk pengeboran pada kuari, dll. Dalam hal ini klasifikasi lebih banyak
ditentukan oleh sifat formasi seperti ditunjukkan dalam daftar berikut: 1. Pengeboran pada formasi yang terkonsolidasi a. Cable - sampel bagus b. Rotary mud - tingkat penetrasi cepat c. Rotary air - sangat cepat pada formasi yang kering dan kohesif d. Rotary mud reverse - sampel bagus, penetrasi cepat, menjaga kondisi dinding e. Auger - murah dan cepat pada formasi kering f. Jetting - murah pada kondisi air yang melimpah 2. Pengeboran pada formasi yang stabil (high drillability) a. Rotary - semua fluida memberikan hasil yang bagus b. Cable tool - bagus tetapi lebih lambat c. Hammer - sampling chip dan air, penetrasi cepat d. Diamond coring - lebih lambat dari hammer, sampel lebih sempurna
3. Pengeboran pada formasi yang stabil (low drillability) a. Hammer-penetrasi cepat (top-hole bor dangkal dan down-hole untuk bor dalam) b. Diamond drills - Informasi lengkap dan inti lebih bagus c. Heavy rotary drills - Murah dan cepat 4. Pengeboran pada formasi boulder dan breksi keras Beberapa
tipe
pengeboran
pengeboran,
dan
digunakan.
Dalam
aplikasi hal
dapat akan
aplikasi
dilakukan
menentukan untuk
dalam teknik
mendapatkan
berbagai pengeboran informasi
teknik yang bawah
permukaan maka sistem kontrol yang cermat dan interpretasi semua indikator pengeboran adalah parameter yang diutamakan. Dalam aplikasi
untuk lingkungan maka metode pengeboran seharusnya tidak memberikan dampak terhadap kualitas sampel kimia maupun biologi. Kondisi seperti ini memerlukan modifikasi dalam teknik pengeboran. Dalam aplikasi yang membutuhkan sampel inti maka metode pengeboran dipilih terhadap proses penetrasi yang stabil sehingga akan memberikan inti yang lebih sempurna yang tertampung dalam core barrel. Transmisi ke mata bor transmisi tenaga. Ahli bor harus mengendalikan dan mengontrol kinerja mata bor dari posisi collar lubang bor. Dalam banyak hal, tenaga diperlukan untuk membuat mata bor bekerja menggali dimana tenaga berasal dari titik collar lubang bor. Tenaga harus ditransmisikan ke bawah lubang bor dimana mata bor bekerja. Transmisi tenaga dapat berlangsung dengan perantara: a. Cable - pergerakan memutar dari pipa dan stang bor b. Pergerakan axial dari pipa dan stang bor c. Aliran fluida kontrol mata bor d.
Transmisi
tenaga
tidak
dilakukan
secara
efisien,
tenaga
harus
ditransmisikan pada prosedur yang tepat sehingga mata bor akan menggali batuan secara efisien. e. Pada cable tool, kawat (cable) dikontrol melalui dua hal, yaitu pergerakan yang ditentukan oleh panjang hentakan, tingkat hentakan, dan kecepatan pengangkatan atau penjatuhan selama proses hentakan. Pengontrol yang kedua adalah bentuk dan berat peralatan pengeboran yang akan menambah tenaga untuk memberaikan batuan. Pada sistem pengeboran putar dengan pipa dan stang, mata bor lebih terkontrol oleh karena: a. Gaya dorong dan tekanan yang dipertahankan pada rangkaian bor b. Tenaga putaran c. Diameter dari rangkaian bor (berhubungan dengan diameter lubang bor) d. Kecepatan putaran e. Kecepatan pergerakan rangkaian bor ke dalam dan keluar lubang bor
f. Bentuk dan berat dari rangkaian bor
