Lumpur PemboranLumpur Pemboran

DDefinisiefinisi: : campuran fluida yang komplek campuran fluida yang komplek yang terdiri atas zat kimia dan padatan yang terdiri atas zat kimia dan padatan yang secara terus menerus dipompakan yang secara terus menerus dipompakan dan disirkulasikan dari mud pits dgn dan disirkulasikan dari mud pits dgn tekanan tinggi ke lubang sumur melalui tekanan tinggi ke lubang sumur melalui drill string dan kembali ke permukaan drill string dan kembali ke permukaan melalui annulus selama proses melalui annulus selama proses pemboran.pemboran.

Fungsi lumpur pemboran :Fungsi lumpur pemboran : Mengangkat cutting dari dasar sumurMengangkat cutting dari dasar sumur Melumasi drill string sehingga bisa Melumasi drill string sehingga bisa

mengurangi panas yang dideritamengurangi panas yang diderita Mendinginkan bit dan drill stringMendinginkan bit dan drill string Memberikan informasi tentang lubang ke Memberikan informasi tentang lubang ke

permukaan, kemungkinan adanya oil showpermukaan, kemungkinan adanya oil show Mengontrol tekanan hidrostatikMengontrol tekanan hidrostatik Mencegah terjadinya collapse dari dinding Mencegah terjadinya collapse dari dinding

sumur, dll.sumur, dll.

Lumpur pemboran terdiri atas tanah liat (clay), Lumpur pemboran terdiri atas tanah liat (clay), air atau minyak, bahan-bahan kimia, gas, air atau minyak, bahan-bahan kimia, gas, udara,udara, ataupun busa deterjent tergantung ataupun busa deterjent tergantung pada keadaan formasi yang sedang ditembus pada keadaan formasi yang sedang ditembus oleh bit pemboran. oleh bit pemboran.

Istilah lumpur pemboran:Istilah lumpur pemboran: OOil base il base : : fluida yang digunakan berupa oil fluida yang digunakan berupa oil

yang sudah diolahyang sudah diolah ( (mempunyai sifat aniline mempunyai sifat aniline number yang tingginumber yang tinggi,, flash point yang tinggi, flash point yang tinggi, pour point yang rendahpour point yang rendah)). . PPemakaian oil base emakaian oil base mud akan menyulitkan dalam mengetahuimud akan menyulitkan dalam mengetahui oil oil show tapi dilakukan untuk menghindari show tapi dilakukan untuk menghindari damage yang diakibatkan proses drilling.damage yang diakibatkan proses drilling.

WWater base ater base : : fluida pelarutnya adalah air. fluida pelarutnya adalah air.

EEmulsion mud.mulsion mud.

Zat padat yang digunakanZat padat yang digunakan : : Reactive solid Reactive solid : : padatan yang bereaksi dgn zat cair padatan yang bereaksi dgn zat cair

lumpur sehingga menjadikan kental. lumpur sehingga menjadikan kental. Contoh Contoh : : bentonite dgn air tawarbentonite dgn air tawar dan bila dan bila air laut air laut (+(+ attapulgiteattapulgite)). .

Inert solid Inert solid : : padatan yang tidak bereaksi dgn zat cairpadatan yang tidak bereaksi dgn zat cair lumpur dan akan menambah berat jenis lumpur. lumpur dan akan menambah berat jenis lumpur. Contoh Contoh :: barite, galena, ilemanite dan ottewa sand. barite, galena, ilemanite dan ottewa sand.

ZZat kimia yang digunakanat kimia yang digunakan tergantung dari tergantung dari formasi yang sedang ditembus oleh bit.formasi yang sedang ditembus oleh bit. FFungsi ungsi : : mengontrol sifat-sifat dari lumpur dan mengontrol sifat-sifat dari lumpur dan menurunkan viskositasnya. menurunkan viskositasnya. Contoh Contoh :: spersene, solid acid phyro phosphate, sodium spersene, solid acid phyro phosphate, sodium tetra phosphate, quebbracho, mythan, lignite, alkaline tetra phosphate, quebbracho, mythan, lignite, alkaline tannate, bentonite, chrome lignite, attapulgite, kapur tannate, bentonite, chrome lignite, attapulgite, kapur semen dan minyak serta zat-zat lainnya.semen dan minyak serta zat-zat lainnya.

EMPAT KOMPONEN

LUMPUR

1. Fasa Cair

Dapat berupa air atau minyak. Tujuh puluh lima persen pemboran menggunakan air.

2. Reactive Solid

Padatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk mmbentuk koloid. Biasanya clay (bentonite) mengisap air taar dan membentuk lumpur

3. Inert Solid

Dapat berupa barite yang berfungsi untukmenaikkan densitas lumpur

4. Fasa Kimia

Zat kimia yang merupakan bagian dari sistem yang digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur

SIFAT-SIFAT LUMPUR

A. Densitas Lumpur

Densitas lumpur bor merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting karena peranannya berhubungan secara langsung dengan fungsi lumpur bor sebagai penahan tekanan formasi. Apabila densitas lumpur bor terlalu besar maka akan hilang ke formasi (lost sirculation), sedangkan densitas yang terlalu kecil maka akan menyebabkan terjadinya kick bahkan blow out (sembur liar).

Alat untuk mengukur densitas lumpur adalah mud balance

B. Viskositas

Viskositas didefinisikan sebagai kemampuan lumpur untuk mengalir dalam suatu media. Satuan viskositas centipoice (cp)

Alat yang digunakan untuk menentukan viskositas adalah Marsh Funnel atau Van FG Viscosimeter

Marsh Funnel Van FG Viscosimeter

C. Gel Strength

Kemampuan lumpur untuk membentuk gel (agar-agar) yang sangat berguna pada saat round trip (pergantian pipa). Gel strength merupakan salah satu indikator baik-tidaknya lumpur pemboran

Gel strength merupakan ukuran gaya tarik menarik partikel lumpur yang statik. Alat untuk mengukur gel strength adalah Van VG Viscosimeter

Van FG Viscosimeter

D. Fitrasi dan Mud Cake

Ketika terjadi kontak antar lumpur pemboran dengan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagi saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel kecil melewatinya.

Fluida yang hilang disebut filtrate, sedangkan partikel-partikel besar yang berada di sisi lubang disebut sebagai “mud cake”

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)

HPHT filter HPHT filter press - press - measure measure filtration rate filtration rate and filter cake and filter cake thickness at thickness at higher higher differential differential pressures and pressures and temperaturestemperatures

CONDITIONING AREA

Tercampurnya serpihan-serpihan formasi (cutting) ke dalam lumpur pemboran akan mempengaruhi operasi pemboran. Serpihan pemboran akan menaikan densitas lumpur yang disirkulasikan. Bertambahnya densitas akan menambah beban pompa, oleh karena itu lumpur pemboran harus mengalami pembersihan setiap saat.

Pengangkatan Cutting

ShakerShaker Penggunaan screen (saringan) untuk Penggunaan screen (saringan) untuk

problematika padatan yang terbawa dalam problematika padatan yang terbawa dalam lumpur menjadi salah satu pilihan dalam solid lumpur menjadi salah satu pilihan dalam solid control equipment. Solid/padatan yang control equipment. Solid/padatan yang mempunyai jari-jari yang lebih besar dari jari-jari mempunyai jari-jari yang lebih besar dari jari-jari screen akan tertinggal/tersaring dan dibuang, screen akan tertinggal/tersaring dan dibuang, sehingga jumlah solid dalam lumpur bisa sehingga jumlah solid dalam lumpur bisa terminimalisasiterminimalisasi

Jari-jari screen di set agar polimer dalam lumpur Jari-jari screen di set agar polimer dalam lumpur tidak ikut terbuangtidak ikut terbuang

Kerusakan screen bisa diperbaiki dan digantiKerusakan screen bisa diperbaiki dan diganti Hasil pengamatan menunjukan bahwa kualitas Hasil pengamatan menunjukan bahwa kualitas

cutting yang tersaring dalam system Glydril MC cutting yang tersaring dalam system Glydril MC jauh lebih baik dari pemboran dengan water base jauh lebih baik dari pemboran dengan water base mud mud

DesilterDesilter Penggunaan desilter dan mud cleaner harus Penggunaan desilter dan mud cleaner harus

dioptimalisasi oleh beberapa faktor seperti : berat dioptimalisasi oleh beberapa faktor seperti : berat lumpur, biaya fasa liquid, komposisi solid dalam lumpur, biaya fasa liquid, komposisi solid dalam lumpur, biaya fasa liquid, biaya logistik yang lumpur, biaya fasa liquid, biaya logistik yang berhubungan dengan bahan kimia dan lain-lainberhubungan dengan bahan kimia dan lain-lain

Biasanya berat lumpur yang dikehendaki sekitar Biasanya berat lumpur yang dikehendaki sekitar 10,8 biasanya lebih praktis dengan 10,8 biasanya lebih praktis dengan menggunakan mud cleaner dibandingkan dengan menggunakan mud cleaner dibandingkan dengan penyaringan dengan screen terkecil.penyaringan dengan screen terkecil.

Selain itu penggunaan mud cleaner lebih praktis Selain itu penggunaan mud cleaner lebih praktis juga lebih murahjuga lebih murah

Hydrocyclone• desander• desilter

* No moving parts* Low cost* Pressure drop

* Diameter

Degasser

Berfungsi sebagai alat pembersih gas yang ikut masuk dalam sistem lumpur. 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.

DEGASSER

CentrifugeCentrifuge

Seperti hanya pada desilter/mud Seperti hanya pada desilter/mud cleaner, penggunaan centrifuge di cleaner, penggunaan centrifuge di set pada berat lumpur, besarnya fasa set pada berat lumpur, besarnya fasa liquid dan komposisi solid yang liquid dan komposisi solid yang masih diperlukan di lumpur. masih diperlukan di lumpur.

Berat lumpur meningkat maka Berat lumpur meningkat maka volume handling dari centrifuge akan volume handling dari centrifuge akan menurun dan sebaliknya.menurun dan sebaliknya.

Decanting Centrifuge Use?

Schematic of Rig Circulating System for liquid drilling fluid

JENIS-JENIS LUMPUR PEMBORAN

I. Fresh Water Mud (Lumpur Air Tawar)A. SPUD MUD

Digunakan untuk membor formasi bagian atas bagi conductor casing. Fungsi utamanya mengangkat cutting dan membuka lubang di permukaan. Volumenya biasanya sedikit dan dapat dibuat dari air dan bentonite

B. NATURAL MUDNatural mud dibentuk dari pecahan cutting dalam fasa cair, sifat-sifatnya bervariasi tergantung dari formasi yang dibor. Umumnya lumpur jenis ini digunakan untuk pemboran surface casing.

C. BENTONITE-Treated MUDMencakup sebagian besar dari tipe-tipe lumpur air tawar, Bentonite adalah material yang paling umum digunakan untuk membuat koloid inorganis untuk mengurangi filter loss.

D. PHOSPHATE-Treated MUD

E. RED MUD, dan lain-lain

II. Salt Water Mud

Lumpur ini digunakan terutama untuk membor garam massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan kubah garam) dan kadang-kadang jika ada alian air garam yang terbor. Filtral loss-nya besar dan mud cake-nya tebal jika tidak disertai organic koloid lain. Jenis-jenis lumpur ini antara lain :

A. Undersaturated Salt Water MudBerupa air laut yang digunakan untu membor ditambah dengan bahan koloid lain.

B. Saturated Salt Water Mud

Fasa cair lumpur ditambah dengan larutan garam (NaCl). Lumpur ini juga dibuat dengan mnambahkan air garam yang jenuh untuk pengenceran dan pengaturan volume.

C. Sodium Sillicate Mud

Mengandung 65% Na-Sillicate dan 35% garam lain. Dikembangkan untuk pemboran yang menembus heavy shale.

III. Oil in Water Solution Mud

Pada lumpur ini, minyak merupakan fasa tersebar dan air sebagai fasa kontinu.

Semua minyak (crude) dapat digunakan tetapi lebih baik bila digunakan minyak refinery (refinery oil) yang mempunyai sifat sebagai berikut :

- uncracked, (tidak terpecah-pecah molekulnya) stabil

- Flash point tinggi, untuk mencegah bahaya api

- Aniline number tinggi (agar tidak merusakan karet-karet

dipompa dan sistem sirkulasi)

-Pour point rendah, agar dapat digunakan untuk macam-

macam temperatur

IV. Oil Base dan Oil Base Emulsion Mud

Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinu. Komposisinya diatur agar kadar airnya rendah (3 – 5%). Relatif lumpur ini tidak sensitif terhadap kontaminan.

Manfaat oil base mud didasarkan pada kenyataan bahwa filtratnya adalah minyak sehingga tidak akan menghidratkan calay atau shale yang sensitif. Baik untuk semua formasi.

Manfaat lainnya adalah pada saat komplesi dan workover sumur, selain itu untuk melepaskan drill pipe yang terjepit dan mempermudah pemasangan casing dan liner.

V. Gaseous Drilling Fluid

Digunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering. Dengan gas dipompakan ke dalam annulus salurannya tidak boleh bocor.

Keuntungan dengan cara ini adalah penetration rate lebih besar, tetapi jika menembus formasi air akan menyebabkan bit balling (bit terlapisi cutting) sehingga tidak dapat menembus lagi.

Lumpur ini juga baik untuk komplesi dengan zona-zona pada tekanan rendah.

PERHITUNGAN KAPASITAS LUMPUR

ID Dp

OD Dp

OD Formasi

ID Dc

OD Dc

ID Dp

OD Dp

OD Formasi

ID Dc

OD Dc

Capacity = Area * Length

Suatu pemboran direncanakan akan menembus pada kedalaman 10.000 Ft.

Data-data pipa yang direncanakan adalah sebagai berikut :

- Drill pipe Size : (ID = 4,5 in) dan (OD = 5 in)

- Drill Collar Size ; (ID = 4,5 in) dan (OD = 7 5/8 in)

- Drill Collar Length = 600 Ft

- Hole Size = 8,5 in

Jika 1 Ft = 12 in

dan konversi volume 1 in3 = 0.000103 BBL

Berapakah jumlah lumpur yang diperlukan selama operasi pemboran tersebut berlangsung dengan safety factor lumpur 1,3 dari perhitungan yang diperoleh ????

PENYEMENAN LUBANG BORPENYEMENAN LUBANG BOR

PenyemenanPenyemenan Penyemenan atau cementing adalah suPenyemenan atau cementing adalah suatatu u

proses pendorongan bubur semen ke proses pendorongan bubur semen ke dalam lubang sumur melalui casing dalam lubang sumur melalui casing menuju annulus casing-formasi dan menuju annulus casing-formasi dan dibiarkan untuk beberapa saat hingga dibiarkan untuk beberapa saat hingga mengering dan mengeras sehingga dapat mengering dan mengeras sehingga dapat melekatkan casing dmelekatkan casing denenggaan formasi. n formasi.

SSemen emen : : zat yang mampu mengeras didalam air. zat yang mampu mengeras didalam air.

Tujuan dari penyemenan casing Tujuan dari penyemenan casing adalah:adalah:• Melekatkan casing dengan formasiMelekatkan casing dengan formasi• Mencegah terjadinya hubungan antar Mencegah terjadinya hubungan antar

formasiformasi• Menjaga dari tekanan formasi yang Menjaga dari tekanan formasi yang

berlebihanberlebihan• Mencegah korosiMencegah korosi• Mengisolasi zona berbahaya, agar Mengisolasi zona berbahaya, agar

pemboran dapat dilanjutkan.pemboran dapat dilanjutkan.

Berdasarkan alasan dan tujuannya, penyemenan dapat dibagi dua, yaitu : primary cementing dan secondary atau remedial cementing.

Primary Cementing

Primary sementing adalah penyemenan pertama kali yang dilakukan setelah casing diturunkan ke dalam sumur. Pada primary cementing, penyemenan casing pada dinding lubang sumur dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen.

Penyemenan conductor casing bertujuan untukmencegah terjadinya kontaminasi fluida pemboran (lumpur pemboran) terhadap formasi.

Penyemenan surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agar tidak tercemar dengan fluida pemboran, memperkuat kedudukan surface casing sebagai pemegang BOP, untuk menahan beban casing yang terdapat di bawahnya dan mencegah terjadinya aliran fluida.

Penyemenan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan formasi abnormal atau mengisolasi daerah lost circultion.

Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya aliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi yang tidak diinginkan yang akan memasuki sumur. Selain itu untuk mengisolasi zona produktif yang akan diproduksikan

SSecondary cementing econdary cementing :: proses penyemenan proses penyemenan untuk memperbaiki penyemenan pertama untuk memperbaiki penyemenan pertama yang tidak sempurna yang tidak sempurna ((terdapat celah-celah terdapat celah-celah yang tidak tersemenyang tidak tersemen)), menutup lubang , menutup lubang perforasi, dan menutup formasi untuk perforasi, dan menutup formasi untuk membelokkan lubang pemboran.membelokkan lubang pemboran.

Untuk melihat kualitas dari proses primer Untuk melihat kualitas dari proses primer cementing cementing dan dan secondary cementing secondary cementing dilakukan dgn Cement Bond Log dilakukan dgn Cement Bond Log ((CBLCBL). ).

Untuk mendapatkan kualitas bubur semen Untuk mendapatkan kualitas bubur semen yang baik maka perlu ditambahkan zat additif yang baik maka perlu ditambahkan zat additif yang sesuai dengan keadaan formasi. yang sesuai dengan keadaan formasi.

Secondary Cementing dibagi menjadi tiga Secondary Cementing dibagi menjadi tiga bagian : Squeeze Cementing, Re-Cementing bagian : Squeeze Cementing, Re-Cementing dan Plug Back Cementingdan Plug Back Cementing

Tujuan Squeeze Cementing :

-Mengurangi water-oil ratio

-Menutup formasi yang sudah tidak produktif

-Menutup zona lost circulation

-Memperbaiki kebocoran yang terjadi di casing

-Memperbaiki primary cementing yang kurang memuaskan

Tujuan Re-Cementing :

Dilakukan untuk menyempurnakan primary cementing yang gagal dan untuk memperluas perlindungan casing di atas top semen.

Tujuan Plug Back Cementing :

-Menutup atau meninggalkan sumur (abandonment well)

-Melakukan directional drilling sebagai landasan whipstock dikarekan adanya perbedaan compressive strength antara semen dan formasi maka lubang akan berubah arahnya.

-Menutup zona air di bawah zona minyak agar water-oil ratio berkurang pada open hole completion

SSemen tersusun atas:emen tersusun atas: Tricalcium Silicate (CaOSiO2) atau C3S yang Tricalcium Silicate (CaOSiO2) atau C3S yang

berfungsi sebagai pemberi streng terbesar.berfungsi sebagai pemberi streng terbesar.

Dicalcium Silicate (2CaOSiO2) atau C2S yang Dicalcium Silicate (2CaOSiO2) atau C2S yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap korosi dan mempunyai sifat tidak tahan terhadap korosi dan sulfate.sulfate.

Tricalcium Aluminate (3CaOAl2O3) atau C3A yang Tricalcium Aluminate (3CaOAl2O3) atau C3A yang juga tidak tahan terhadap sulfat sehingga juga tidak tahan terhadap sulfat sehingga disarankan untuk menggunakannya tidak lebih disarankan untuk menggunakannya tidak lebih dari 3% sebagai campuran dalam semen.dari 3% sebagai campuran dalam semen.

Tetracalcium Alumino Ferite (4CaOAl2O3Fe2O3) Tetracalcium Alumino Ferite (4CaOAl2O3Fe2O3) atau C4AF yang mampu memberikan memberikan atau C4AF yang mampu memberikan memberikan panas hydrasi yang cukup rendah.panas hydrasi yang cukup rendah.

SUSUNAN SEMEN

PROSES PENYEMENAN

NormalNormalDisplacementDisplacement

MethodMethod

• Down the inside of the Casing• Use two wiper plugs• Takes a long time . . .• Large surface area exposed to the cement.

InnerInnerString String

CementingCementing

• Down the inside of the DP• Use top wiper plug• Stab-in adapter• Much shorter displ. time

Outside Outside CementingCementing

1. Down the inside2. Small-dia. pipe outside• Cmt and gradually remove the pipes

Alternative:Pipes attached

(for large pipes)

Drilling LinersDrilling Liners

LinersLiners are commonly used to seal the openhole are commonly used to seal the openhole below a long intermediate casing string to:below a long intermediate casing string to:

1.1. Case off the open hole to Case off the open hole to enable deeper drilling.enable deeper drilling.

2.2. Control Control water or gaswater or gas production production

3.3. Hold back Hold back unconsolidated orunconsolidated or sloughingsloughing formations.formations.

4.4. Case off zones of Case off zones of lost circulationlost circulation and/or and/or zones zones of of high pressurehigh pressure encountered during encountered during

drilling operations.drilling operations.

Multi-StageMulti-StageCementingCementing

Pump first stage Displace cmt. Open stage tool Pump second stage

Displace cmt Last plug closes tool

Cmt

Cmt

Mud

BAD

GOOD

Before Squeeze

After Squeeze

Digest of Cementing Equipment and Mechanical

Digest of Cementing Equipment and Mechanical (Lanjutan)

Tieback liner showing sealing nipple

Liner and sealing nippleLiner and sealing nipple

1. Reinforce the intermediate casing 1. Reinforce the intermediate casing worn by drilling.worn by drilling.

2. Provide greater resistance to 2. Provide greater resistance to collapse stress from abnormal collapse stress from abnormal

pressures.pressures.

3. Provide corrosion protection.3. Provide corrosion protection.

4. Seal an existing liner which may 4. Seal an existing liner which may be be leaking gas.leaking gas.

DelayedDelayedSetSet

CementingCementing

ReverseReverseCirculatingCirculatingCementingCementing

TERIMA KASIH