booklet drilling iatmi smui 2014.pdf
TRANSCRIPT
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 1/32
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 2/32
KOMPONEN RIG
Dalam tahap drilling industri migas menggunakan banyak sekali peralatan. Kesatuan
peralatan untuk drilling tersebut dinamakan rig. Peralatan-peralatan pada rig
dikategorikan kedalam 5 system, yaitu power system, hoisting system, rotating system,
circulating system, dan blow out prevent ion system . Kali ini akan dibahas satu persatu kelima
system tersebut.
1. Power System
Dari kelima system tersebut, yang membutuhkan energy paling banyak yaitu hoisting system
dan circulation system. Total energy yang dibutuhkan pada rig pengeboran umumnya
berkisar antara 1000-3000 hp. Terdapat dua sub-komponen utama pada power system, yaitu
power supply equipment dan distribution equipment.
Power supply equipment atau biasa dikenal dengan prime mover menghasilkan 500-5000 hp.
Tenaga yang dibutuhkan dan jenis serta jumlah penggunaan mesin tergantung dari integritas
system dan keadaan sumur serta kedalamannya.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 3/32
Pada mesin ini, panas kompresi memanaskan campuran antara bahan bakar dan udara di
dalam mesin. Prime mover berfungsi untuk menyediakan sumber tenaga yang diperlukan
dalam proses dril l ing . Alat ini terletak tergantung pada system transmisi dan ruang kosong,
biasanya terletak dalam container demi alasan keamanan dan keselamatan.
Distribution equipment terbagi menjadi dua jenis metode, yaitu mechanical power
transmission dan electrical power transmission. Pada mechanical power transmission digunakan
pada rig kecil atau model lama. Tenaga ditransmisikan melalui serangkaian belts, chains, pulley,
sockets, hydraulic couplings, torque conventers, dan gears.
Sedangkan pada electrical power transmission digunakan pada rig modern. Pada system
ini mesin diesel memberikan tenaga mekanik yang akan diubah menjadi listrik oleh generator
listrik. Arus listrik yang dihasilkan akan dialirkan melalui kabel ke control unit.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 4/32
2. Hoisting System
Hoisting system atau system angkat berfungsi untuk memberikan ruang kerja untuk
pengangkatan dan penurunan dril l stri ng dan casing kedalam lubang pemboran. System ini
terbagi dalam dua sub-komponen, yaitu supporting structure dan hoisting equipment.
Supporting structure berfungsi untuk tempat hoisting equipment berada, yaitu terdiri dari
substructure adalah kerangka baja yang memberikan ruang kerja bagi peralatan dan pekerja dan
dipasang langsung diatastitik bor, floor rig terletak tepat diatas substructure yang merupakan
titik nol dalam pengukuran kedalaman sumur yang berfungsi sebagai area kerja bagi kru dalammelakukan pengoperasian alat dan terdapat tempat peristirahatan kru yang disebut doghouse, dan
drilling tower yang berfungsi untuk mendapatkan ruang vertical untuk menaikan dan
menurunkan drill string dan casing. Terdapat dua jenis drilling tower, yaitu derrick dan mast
yang bersifat portable.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 5/32
Hoisting equipment memiliki 6 komponen utama. Pertama, draw work merupakan
komponen utama dari tahap drilling karena alat ini berfungsi untuk mengulur (rell out ) drilling
line secara terkendali dengan bantuan gravitasi dan menggulung (rell in) menggunakan mesin.
Kedua, crown block yaitu katrol yang terletak pada puncak drilling tower . Ketiga, travelling
block yaitu katrol yang bergerak naik turun untuk mengangkat hook. Alat ini terhubung dengan
crown block menggunakan tali kawat. Keempat, hook yang berkapasitas besar untuk
menggantungkan berbagai peralatan. Kelima, elevator yang terletak komponen drill yang
berfungsi untuk menaikan dan menurunkan pipa bor kedalam sumur. Yang terakhir, drilling line
berfungsi untuk menahan atau menarik beban pada hook dan juga menghubungkan semua
komponen dalam hoisting equipment .
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 6/32
3. Rotati ng System Pada rotating system terdapat dua jenis system yaitu menggunakan sistem Kelly dan
sistem top drive. Pada sistem Kelly, rotary table akan memutar master bushing yang akan
memutar Kelly bushing kemudian akan memutar Kelly dan drill string.
Pada system ini drill string tidak dapat berputar saat diangkat.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 7/32
Pada sistem top drive, system ini langsung memberikan rotasi dan torsi dibawah
travelling block dan tidak membutuhkan Kelly dan rotary table. Namun rotary table masih
dibubuhkan untuk menahan drilling fluin dan drilling string. Pada system ini, pada saat pipa
diangkat tetap dapat melakukan rotasi sehingga mengurangi kemungkinan stuck.
4. Cir culation System
Pada system ini, terdapa tempat sub-komponen utama, yaitu drilling fluid, preparation area,
circulation equipment, dan conditioning area.
Drilling fluid biasa disebut mud adalah campuran dari berbagai komponen seperti air, minyak,
tanah liat, bahan kimia, gas, udara, busa, maupun detergent. Ada tiga jenis drill ing fluid : water-
based mud yang paling banyak digunakan, oil -based mud digunakan dalam pemboran yangdalam dan mud ini mengurangi korosi pada pipa bor, dan air or gas-based mud
menghasilkan laju pemboran yang besar karena menggunakan kompresor.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 8/32
Preparation area adalah awal dari circulation system karena disinilah tempat persiapandrilling fluid. Preparation area meliputi mud house tempat penyimpanan additives, steel mud
tank tempat penampungan lumpur, mixing hopper yang berfungsi untuk menambahkan additives
kedalam lumpur, chemical mixing barrel yang berfungsi untuk menambahkan bahan kimia
kedalam lumpur, bulk storage bisa untuk menamah additives dalam jumlah besar , water tank
ialah tanki penyimpanan air , dan reserve pit adalah kolam untuk menyimpan lumpur yang
berlebih.
Circulation equipment ialah komponen utama pada circulation system. Peralatan ini
berfungsi untuk menngalirkan drilling fluid dari peralatan sirkulasi turn kerangkaian pipa bor
dan naik ke annulus mengangkat serbuk bor kepermukaan menujur conditioning area sebelum
kembali ke mud pits untuk sirkulasi kembali. Komponen utamanya ialah mud pits, mud pump,
pump discharge dan return lines, stand pipe, rotary hose.
Conditioning area memiliki fungsi utama yaitu membersihkan drilling fluid dari serbuk
bor dan gas yang terangkut. Ada dua metode dalam pembersihan, yaitu dengan prinsip gravitasi
dimana lumpur dialirkan melalui shale shaker dan settling tanks dan secara mekanik dengan
peralatan khusus yang dipasang di mud pits. Peralatan ini terdiri dari settling tanks bak yang
terbuat dari baja untuk menampung lumpur bor selama conditioning, reserve pits untuk
menampung serbuk bor (cutting ) dari dalam lubang bor, mud-gas separator yang berfungsi
memisahkan gas yang terlarut dalam lumpur bor (drilling fluid ) dalam jumlah besar, shale shaker
yang berfungsi memisahkan serbuk bor besar dari lumpur bor, desander adalah alat untuk
memisahkan butir-butir pasir dari lumpur bor, desilter berfungsi memisahkan partikel-partikel
cutting berukuran kecil dari lumpur bor, dan degasser yang secara kontinu memisahkan gas
terlarut dalam lumpur bor.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 9/32
5. Bl ow Out Preventer System
BOP system memiliki fungsi untuk menutup lubang pengeboran bila terjadi “kick”
yaitu tanda fluida bertekanan tinggi yang jika tidak segera diatasakan berkembang menjadi
blowout. Terdapat dua sub-komponen utama yaitu BOP stack dan accumulator yang diletakkan
pada kepala casing atau kepala sumur dan supporting system.
Komponen dasar dari BOP system pertama accumulator biasanya diletakknya sedikit
jauhdari rig dengan alas an keselamatan. Alat ini berfungsi untuk menutup BOP stack oleh kru
pada keadaan darurat. Kedua, BOP stack yang terdiri dari beberapa valve untuk menutup saat“kick”. Ketiga, choke manifold yang berfungsi untuk memindahkan aliran lumpur bor saat
“kick”. Keempat, kill line saluran perpanjangan mud pump ke BOP stack.
Terdapat beberapa komponen dari BOP stack, yaitu annular preventer yang berada paling
atas dan berisi rubber packing elemen yang dapat menutup lubang annulus pada keadaan kosong
maupun terdapat pipabor, ram preventer yang dapat menutup pada keadaan kosong dan pada
ukuran pipa tertentu, drilling spools yang terletak diantara preventers berfungsi sebagai tempat
pemasangan choke line dan kill line, casing head berfungsi sebagai fondasi BOP stack.
Terdapat pula beberapa supporting system, yaitu choke manifold dan kill line. Choke
manifold adalah kumpulan fitting yang dikendalikan secara manual maupun otomatis bekerja
dengan BOP stack dengan high pressure line dan disebut dengan choke line. Alat ini berfungsi
menjaga back pressure dalam lubang bor untuk mencegah instrusi fluida formasi. Kill line
bekerja pada pada BOP stack dan berlawanan dengan choke manifold serta choke line. Alat ini
berfungsi sebagai saluran untuk memompakan lumber berat ke dalam lubang bor untuk
mengatasi “kick”.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 10/32
JENIS-JENIS RIG
Rig berdasarkan lokasinya dibagi menjadi :
Gambar 1. Jenis-jenis Rig
Keterangan:
1. Rig Darat
2. Barge (Swamp Barge/Tender Barge)
3.
Jack Up Rig4. Fixed Platform (Steel Jacket/Drilling Jacket)
5. Rig Semi-Submersible
6. Drill Ship
Rig Darat
Rig Darat ( Land Rig ), merupakan rig yang beroperasi di daratan dan dibedakan atas rig besar dan
rig kecil. Pada rig kecil biasanya hanya digunakan untuk pekerjaan sederhana seperti Well
Service atau Work Over . Sementara itu, untuk rig besar bisa digunakan untuk operasi pemboran,
baik secara vertikal maupun direksional. Rig darat ini sendiri dirancang secara portable sehingga
dapat dengan mudah untuk dilakukan pembongkaran dan pemasangannya dan akan dibawa
menggunakan truk. Untuk wilayah yang sulit terjangkau, dapat menggunakan helikopter.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 11/32
Gambar 2. Rig Darat
Rig Laut (Offshore Rig)
Rig Laut (Offshore Rig) merupakan rig yang dioperasikan di atas permukaan air seperti laut,
rawa-rawa, sungai, danau, maupun delta sungai. Offshore Rig sendiri terbagi atas berbagai
macam jenis berdasarkan kedalaman air yaitu:
Swamp Barge, merupakan jenis rig laut yang hanya pada kedalaman sekitar 7 meter
dan sering dipakai di daerah rawa-rawa dan delta sungai.
Gambar 3. Swamp Barge
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 12/32
Tender Barge, merupakan jenis rig laut yang sama dengan model Swamp Barge namun
dipakai perairan yang lebih dalam lagi.
Gambar 4. Tender Barge
Jack Up Rig , rig jenis ini menggunakan platform yang dapat mengapung dengan
menggunakan t iga atau empat kakinya. Pada saat akan beroperasi semua kakinya
diturunkan hingga ke dasar laut badan dari rig diangkat hingga di atas permukaan air dan
memiliki bentuk seperti platform. Untuk mobilisasi semua kakinya harus dinaikan dan
rignya akan mengapung dan kemudian akan ditarik menggunakan kapal. Pada operasi
pengeboran menggunakan rig jenis ini dapat mencapai kedalaman lima hingga 200 meter.
Gambar 5. Jack Up Rig
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 13/32
Drilling Jacket , merupakan jenis rig yang menggunakan platform berstruktur baja. Pada
umumnya memiliki bentuk yang kecil dan sangat cocok berada di laut dangkal maupun laut
tenang. Rig jenis ini sering dikombinasikan dengan Rig Jack Up maupun Tender Barge.
Gambar 6. Drilling Jacket
Semi-Submersible Rig , jenis rig yang sering disebut “semis” ini merupakan model rig yang
mengapung ( Flooded atau Ballasted ) yang menggunakan Hull atau semacam kaki. Rig ini
dapat didirikan dengan menggunakan tali mooring dan jangkar agar posisinya tetap diatas
permukaan laut. Dengan menggunakan Thruster (semacam baling-baling) yang berada
disekelilingnya, dan Ballast Control System, sistem ini dijalalankan dengan menggunakan
komputer sehingga rig ini mampu mengatur posisinya secara dinamis dan pada level diatas air
sesuai keinginan. Rig ini sering dipakai jika Jack Up Rig tidak mampu menjangkau
permukaan dasar laut. Karena jenis rig ini sangat stabil, maka rig ini sering dipakai pada
lokasi yang berombak besar dan memiliki cuaca buruk, dan pada kedalaman 90 hingga 750
meter.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 14/32
Gambar 7. Semi-Submersible Rig
Drill Ship, merupakan jenis rig yang bersifat mobile dan diletakan di atas kapal laut,
sehingga sangat cocok untuk pengeboran di laut dalam (dengan kedalaman lebih dari
2800 meter). Pada kapal ini, didirikan menara dan bagian bawahnya terbuka ke laut
( Moon Pool ). Dengan sistem Thruster yang dikendalikan dengan komputer, dapat
memungkinkan sistem ini dapat mengendalikan posisi kapalnya. Memiliki daya muat
yang lebih banyak sehingga sering dipakai pada daerah terpencil maupun jauh dari
daratan.
Gambar 8. Drill Ship
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 15/32
Peraturan Presiden Republik Indonesia No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasionalmenekankan bauran energi yang direncanakan dari tahun 2006 untuk batu bara 16% menjadi 33% pada tahun
2025, mempunyai konsekuensi bahwa penggunaan batu bara harus ditingkatkan sebagai sumber energi primer
antara lain gasifikasi batu bara dan pemanfaatan Coal Bed Methane(CBM). Konversi dari BBM ke bahan bakargas (gas alam) telah dilaksanakan pada beberapa Satuan Pembangkit Diesel (SPD) yang dimiliki PLN
diantaranya PLTD Payo Selincah 6 x 5.218 kW.
Gambar 12. CBM menjadi Listrik
ARTIFICIAL LIFT
Artificial lift adalah metode untuk mengangkat hidrokarbon, umumnya minyak bumi, dari
dalam sumur ke atas permukaan. Ini biasanya dikarenakan tekanan reservoirnya tidak cukup
tinggi untuk mendorong minyak sampai ke atas ataupun tidak ekonomis jika mengalir secara
alamiah. Artificial lift juga merupakan pengangkatan buatan adalah merupakan suatu usaha
untuk membantu mengangkat fluida produksi sumur ke permukaan dengan jalan memberikan
energi mekanis dari luar. Artificial lift umumnya terdiri dari beberapa macam yang digolongkan
menurut jenis peralatannya.
1. Electrical Submersible Pump (ESP)
Electrical Submersible pumping, menggunakan pompa sentrifugal bertingkat yang digerakan
oleh motor listrik dan dipasang jauh di dalam sumur. seperti gambar dibawah ini ;
Gambar 9. Electrical Submersible Pumping System
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 16/32
2. Gas Lift
Gas lift adalah sistem gas lifting, menginjeksikan gas (umumnya gas alam) ke dalam kolom
minyak di dalam sumur sehingga berat minyak menjadi lebih ringan dan lebih mampu mengalir
sampai ke permukaan seperti gambar dibawah ini ;
Gambar 10. Gas Lift
3. Sucker Rod Pump atau Beam Pump
Sucker Rod Pump menggunakan pompa elektrikal-mekanikal yang dipasang di permukaan
yang umum disebut sucker rod pumping atau juga beam pump. Pada gambar dibawah
diperlihatkan menggunakan prinsip katup searah (check valve), pompa ini akan mengangkat
fluida formasi ke permukaan. Karena pergerakannya naik turun seperti mengangguk, pompa ini
terkenal juga dengan julukan pompa angguk. seperti gambar dibawah ini ;
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 17/32
Gambar 11. Sucker Rod Pump
4. Jet Pump
Sistem jet pump yaitu fluida dipompakan ke dalam sumur bertekanan tinggi lalu disemprotkan
lewat nosel ke dalam kolom minyak. Melewati lubang nosel, fluida ini akan bertambah
kecepatan dan energi kinetiknya sehingga mampu mendorong minyak sampai ke permukaan.
atau menginjeksikan power fluida pada kedalaman tertentu dimana ada venturi yang merubah
tekanan menjadi kecepatan sehingga terbentuk teanan lebih rendah dan membuat minyak masukke sumur dari reservoir. peralatan yang harus di sediakan adalah separator, surface pump dan
peraltan dalam sumur (nozle, difuser dan check valve). seperti gambar dibawah ini.
Gambar 12. Jet Pump
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 18/32
5. PCP (Progressive Cavity Pump)Sistem yang memakai progressive cavity pump yaitu pompa dipasang di dalam sumur tetapi
motor dipasang di permukaan. Keduanya dihubungkan dengan batang baja yang disebut sucker
seperti yang di tunjukan Adapun komponen dari PCP yg paling rentan terhadap kerusakan
adalah elastomer/stator nya. Elastomer tersebut sangat dipengaruhi oleh aromatic content dari
formation fluid.
Namun kenyataannya, beberapa kali pengalaman, elastomer tsb swelling dan kemudian
menjepit rotor, sehingga mengakibatkan rotor stuck (tdk bisa berputar) dan akhirnya terjadi rod
parted at the weakest point di sucker rod string nya. Padahal formation fluid saya sudah di-
sample, di-test dan dicarikan elastomer yg terbaik. Tapi ternyata tetap fail sehingga loss on
production.
PCP juga merupakan pompa yang di letakan di bawah kolom liquid di dalam sumur. pompa
ini bentuknya seperti ulir dan di gerakan oleh rod yang berputar dimana rod digerakan oleh
motor di permukaan. berikut well skematik pompa PCP (Courtesy of moyno). seperti gambar
dibawah ini ;
Gambar 13. Progressive Cavity Pump
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 19/32
6. Plunger Lift
Plunger Lift merupakan meletakan alat plunger di dalam tubing dan akan mendorong fluida di
atasnya karena tekanan dari reservoir. seperti gambar dibawah ini ;
Gambar 14. Plunger Lift
7. Otobail
Pompa ini dalah asli buatan anak Indonesia. Pompa ini berupa menimba minyak
menggunakan kabel kawat yang naik turun secara otomatis dengan prinsip BAILER tetapi
beroperasi secara OTOmatis. Pengoperasian alat ini masih memerlukan seorang Operator, yang
menjaga jika operasinya menyimpang dari set-up awal (biasanya karena pengaruh TEGANGAN
listrik yang berubah-ubah).. cocok digunakan untuk sumur tua yang sudah depleted. Berikut
gambar pompa otobail yang diambil dari website sumur tua. seperti gambar dibawah ini ;
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 20/32
Gambar 15. Otobail
VERTICAL DAN HORIZONTAL DRILLING
Drilling adalah salah satu tahapan terpenting dalam memperoleh minyak/gas. Secara definisi,
drilling adalah suatu proses eksploitasi minyak/gas dari lapisan bumi. Berdasarkan cara
melakukannya, drilling terbagi menjadi vertical drilling dan horizontal drilling.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 21/32
Vertical Drilling
Vertical drilling adalah kegiatan drilling yang dilakukan lurus vertikal ke bawah. Drilling
jenis ini sudah umum dilakukan sejak dahulu. Vertical drilling sangat efisien ketika tekanan
reservoir tinggi dan mempunyai permeabilitas tinggi karena dapat langsung naik ke atas. Vertical
drilling dapat mencapai reservoir dalam jarak yang lebih singkat dibanding horizontal drilling.
Namun, jumlah minyak/gas yang mampu diperoleh lebih sedikit karena batuan reservoir yang
menghasilkan minyak biasanya berbentuk horizontal.
Horizontal Drilling
Dahulu, satu-satunya cara memperoleh minyak/gas adalah vertical drilling. Namun hal
tersebut terkadang sulit dilakukan, tidak ekonomis, dan tidak efisien. Perkembangan teknologi
yang pesat telah menemukan cara baru dalam drilling yaitu horizontal drilling. Horizontal
drilling baik digunakan ketika area di bagian atas target kita sulit untuk di drill atau ada
hambatan-hambatan lain di bagian atas. Drilling tipe ini pertama kali dilakukan di Pennsylvania
pada tahun 1944.
Dalam horizontal drilling tidak berarti kita benar-benar mendrill keseluruhan secara
horizontal. Ada bagian dimana kita mendrill secara vertikal, lalu berikutnya mendrill membentuk
sudut, dan terakhir mendrill secara horizontal. Horizontal drilling sangat berguna untuk lokasi
offshore. Dari sisi ekonomi, sangat tidak efisien untuk membuat 1 sumur secara vertikal di
daerah offshore. Kekurangan tersebut dapat diatas oleh horizontal drilling dimana 20 atau lebih
sumur dapat di drill dalam 1 rig.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 22/32
Tahapan horizontal drilling adalah dengan melakukan vertical drilling terlebih dahulu,
menganalisis fragmen-fragmen batuan yang muncul ke kedalaman, menentukan kedalaman
shale, menghitung serta menentukan tempat untuk mulai drilling secara horizontal. Tempat
tersebut sering disebut kickoff point. Dari situ, kita mulai drilling dengan membentuk sudut
sampai mencapai entry point. Setelah itu, drilling secara horizontal dilakukan.
Ada beberapa kelebihan horizontal drilling dibandingkan vertical drilling antara lain :
1.
Mampu menjangkau area yang lebih luas
2.
Mampu mendrill reservoir yang sulit di drill secara vertikal3. Meminimalisir pergerakan rig karena banyak wellhead yang dapat disatukan bersamaan
4.
Dapat memperoleh minyak/gas secara keseluruhan area horizontal yang kita drill
Untuk melakukan drilling secara horizontal, dibutuhkan survey yang lama karena kita
membutuhkan data mengenai lapisan batuan pada area yang luas. Namun hal tersebut sudah
dapat ditutupi dengan adanya metode measurement while drilling (MWD) dimana kita dapat
memperoleh informasi setiap lapisan batuan yang sedang kita drill secara real time dan mampu
menganalisis lapisan batuan dibawahnya. Drilling secara horizontal jauh lebih kompleks
dibandingkan drilling secara vertikal. Biaya operasinya juga tinggi terutama yang sudut
inklinasinya lebih besar dari 40o karena dibutuhkan peralatan yang lebih canggih dan mahal
untuk menggerakan peralatan masuk ke lubang.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 23/32
DRILLING FLUID
Drilling fluids menurut API (American Petroleum Institute) didefinisikan sebagai fluida
sirkulasi dalam operasi pemboran berputar yang memiliki banyak variasi fungsi, dimana
merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap optimalnya operasi pemboran.
Oleh sebab itu sangat menentukan keberhasilan suatu operasi pemboran.
Lumpur pemboran merupakan bagian penting dalam suatu proses pemboran. Untuk itu
diperlukan pengontrolan sifat fisik dan kimia ( chemical treatment) yang kontinu selama
pemboran berlangsung. Lumpur yang mempunyai sifat fisik dan kimia yang baik akan
memberikan fungsi secara optimum.
Adapun fungsi Lumpur pemboran adalah :
1. Sebagai media pengangkat cutting
2. Penahan tekanan formasi
3. Sebagai pelumas dan pendingin pahat.
4. Media Wireline logging
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 24/32
Berdasarkan media pelarutnya, Drilling fluids dibagi menjadi 3 macam yaitu :
1. Water Base Mud -- air sebagai media pelarutnya
Merupakan jenis fluida pengeboran yang paling umum digunakan yang terdiri dari bahan dasar
yaitu air, lempung dan zat kimia lain yang diaduk hingga menjadi homogen. Lempung (sebagai
batuan disebut serpih ~ shale) yang paling sering digunakan adalah Bentonit. Zat kimia aditif
seperti potassium format yang ditambahkan kedalam sistem WBM diharapkan dapat
memberikan dampak kepada:
i.
Pengendalian kekentalanii.
Shale stability
iii. Meningkatkan kecepatan penembusan (drilling rate)
iv. Mendinginkan dan melicinkan peralatan bor.
2.
Oil Base Mud ---- Diesel/Solar sebagai media pelarutnya.
Oil-Based Mud (OBM), dapat berupa lumpur dimana base fluid-nya berasal dari turunan produk
hidrokarbon seperti minyak diesel. Penggunaan OBM dapat disebabkan karena beberapa alasan,
seperti untuk meningkatkan lubrikasi dan meningkatkan ikatan lempung. OBM juga lebih tahan
terhadap panas, tanpa menguraikan sifat lumpur.
3. Gasseous Drilling Fluid
Keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pemboran yang lebih
besar. Karena menggunakan kompresor, maka kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.
Udara : Udara dimampatkan dan dipompa ke dalam lubang melalui annulus atau
melalui drill string.
Udara/Air : Hampir sama seperti diatas, dimana air ditambahkan untuk menambah
viskositas, untuk membersihkan lubang, agar didapatkan pendinginan dan/atau untuk
mengontrol debu.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 25/32
Udara/Polimer : Adalah formulasi khusus secara kimiawi, seringnya berupa jenis polimer
tertentu yang ditambahkan kedalam air + udara, dicampur sedemikian rupa agar didapatkan
kondisi khusus. Polimer yang umum digunakan adalah busa.
Berikutnya kita akan melihat mengenai komposisi lumpur pemboran. Komposisi lumpur
pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasi yang ditembus oleh mata bor.
Ada dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :
- Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusannya.
- Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi
dibawah permukaan separti masuknnya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai
"kick"). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi maka akan menyebabkan semburan liar (blowout).
Lumpur umumnya campuran dari tanah liat (clay), biasanya bentonite, dan air yang digunakan
untuk membawa cutting ke atas permukaan. Lumpur berfungsi sebagai lubrikasi dan medium
pendingin untuk pipa pemboran dan mata bor. Lumpur merupakan komponen penting dalam
pengendalian sumur (well-control), karena tekanan hidrostatisnya dipakai untuk mencegah fluida
formasi masuk ke dalam sumur. Lumpur juga digunakan untuk membentuk lapisan solid
sepanjang dinding sumur (filter-cake) yang berguna untuk mengontrol fluida yang hilang ke
dalam formasi (fluid-loss).
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 26/32
Sistem yang paling penting di rig adalah sistem sirkulasi lumpur pemboran. Lumpur pemboran
dipompakan ke dalam pipa bor yang akan disemprotkan keluar melalui nozzle pada pahat dan
kembali ke permukaan melalui ruang antara pipa dan lubang. Lumpur pemboran akan
mengangkat potongan-potongan batu yang dibuat oleh pahat (disebut cuttings) ke permukaan.
Hal ini mencegah penumpukan serbuk bor di dasar lubang. Selama pemboran, lubang sumur
selalu penuh terisi lumpur pemboran untuk mencegah mengalirnya fluida seperti air, gas atauminyak dari batuan bawah tanah ke lubang sumur.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 27/32
CEMENTING
Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran (mixing) dan pendesakan
bubur semen (slurry) melalui casing sehingga mengalir ke atas melewati annulus di belakang
casing. Pada umumnya penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang
bor, melindungi casing dari masalah-masalah mekanis sewaktu pemboran berlangsung (seperti
torsi yang tinggi dan lain-lain), melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosif dan
untuk memisahkan zona yang lain di belakang casing.
Untuk memenuhi tujuan tersebut, maka semen pemboran harus memenuhi beberapa syarat yaitu
semen setelah ditempatkan harus mempunyai kekuatan yang cukup besar dalam waktu tertentu,
semen harus memberikan daya ikat casing dengan formasi yang cukup baik, semen tidak boleh
terkontaminasi dengan formasi fluida ataupun dengan fluida pendorong, semen harus
impermeable (permeabilitas harus nol).
Penyemenan merupakan faktor yang paling penting dalam operasi pemboran sehingga dapat
mereduksi kemungkinan-kemungkinan permasalahan secara mekanis sewaktu melakukan
pemboran pada trayek selanjutnya.
Dalam menyiapkan sumur untuk proses cementing, sangat penting untuk menyiapkan jumlah
semen yang dibutuhkan dengan mengukur diameter borehole dengan kedalamannya
menggunakan caliper log. Caliper logs mengukur diameter sumur pada banyak lokasi secara
bersamaan untuk mengakomodasi ketidakbiasaan dari diameter wellbore dan menentukan
volume dari open hole.
Sifat fisik semen yang dibutuhkan sangat esensial sebelum melakukan proses menyemen pada
sumur. Campuran semen yang sesuai juga ditentukan termasuk massa jenis dan kekentalan dari
material sebelum semen dipompakan ke dalam lubang.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 28/32
Penyemenan dilakukan ketika bubur semen ( slurry) ditempatkan ke dalam sumur melalui pompa, memindahkan cairan pengeboran yang masih terletak di dalam sumur dan menggantinya
dengan semen. Bubur semen mengalir ke bagian bawah lubang sumur melalui casing, yang pada
akhirnya akan menjadi pipa dimana hidrokarbon akan mengalir ke permukaan. Dari sana bubur
semen akan mengisi ruang antara casing dan lubang sumur yang sebenarnya, dan mengeras. Hal
ini akan membuat segel, sehingga bahan luar tidak bisa masuk ke aliran sumur, serta membuat
permanen posisi casing di tempat.
Pada saat mempersiapkan sumur untuk penyemenan, penting untuk menetapkan jumlah semen
yang diperlukan. Hal ini dilakukan dengan mengukur diameter lubang bor sepanjang kedalaman,
menggunakan log caliper. Dengan menggunakan sarana baik mekanik dan sonik, multifinger log
caliper mengukur diameter sumur di berbagai lokasi secara bersamaan untuk mengakomodasi
penyimpangan dalam diameter lubang sumur dan menentukan volume open hole.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 29/32
Selain itu, sifat fisik yang diperlukan semen sangat penting sebelum memulai operasi penyemenan. Set semen yang tepat juga ditentukan, termasuk kepadatan dan viskositas material,
sebelum benar-benar memompa semen ke dalam lubang.
Mixer khusus, termasuk mixer jet hidrolik, mixer batch, digunakan untuk menggabungkan
semen kering dengan air untuk membuat bubur semen (slurry). Semen yang digunakan dalam
proses penyemenan sumur adalah semen Portland, dan dikalibrasi dengan aditif untuk
membentuk salah satu dari delapan kelas semen API yang berbeda. Masing-masing digunakan
untuk berbagai situasi.
Aditif dapat termasuk akselerator, yang mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk
pengaturan semen, serta retarder, yang melakukan sebaliknya dan membuat pengaturan waktu
semen lebih lama. Dalam rangka untuk mengurangi atau menambah kepadatan semen, aditif
kelas ringan dan berat ditambahkan. Aditif dapat ditambahkan untuk mengubah kekuatan tekan
semen, serta sifat aliran dan tingkat dehidrasi. Extender dapat digunakan untuk memperluas
semen dalam upaya untuk mengurangi biaya penyemenan, dan aditif antifoam dapat
ditambahkan untuk mencegah busa dalam sumur.
Setelah casing, atau pipa baja, dijalankan ke dalam sumur, kepala penyemenan berbentuk L
diletakkan pada bagian atas kepala sumur untuk menerima bubur semen dari pompa. Dua
colokan wiper, atau penyemenan busi, menyapu bagian dalam casing dan mencegah
pencampuran: plug bawah dan steker atas.
Menjaga cairan pengeboran dari pencampuran dengan bubur semen, steker bawah dimasukkan
ke dalam sumur, dan slurry semen dipompa ke dalam sumur di belakangnya. Bagian bawah
steker kemudian menangkap tepat di atas bagian bawah lubang sumur oleh collarfloat , yang
berfungsi sebagai katup satu arah yang memungkinkan bubur semen untuk masuk ke sumur.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 30/32
Kemudian tekanan pada semen yang dipompa ke dalam sumur meningkat sampai diafragma
rusak dalam steker bawah, sehingga memungkinkan bubur mengalir dan sampai luar string dari
casing.
Setelah volume semen yang tepat dipompa ke dalam sumur, konnektor atas dipompa ke casing
mendorong bubur yang tersisa melalui konektor bawah. Setelah konnektor atasmencapai
konnektor bawah, pompa dimatikan, dan semen dapat diatur.
Jumlah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras disebut waktu penebalan atau waktu
pumpability. Untuk pengaturan sumur pada kedalaman dalam, di bawah suhu tinggi atau
tekanan, serta dalam lingkungan korosif, semen khusus dapat digunakan.
Menurut alasan dan tujuannya, penyemenan dapat dibagi menjadi dua yaitu: Primary
cementing (penyemenan utama) dan secondary cementing (penyemenan yang kedua atau
perbaikan). Primary cementing adalah adalah proses penyemanan yang dilakukan pertama kali
setelah casing di turunkan ke dalam lubang bor. Sedangkan secondary cementing adalah
penyemenan yang dilakukan dikarenakan tidak sempurnanya penyemenan pertama (gagal).
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 31/32
Macam-Macam Sistem Primary Cementing
Terdapat beberapa sistem dalam penyemenan utama, dan itu semua tergantung dari
kondisi dan jenis casing yang akan disemen.
1. Penyemenan Poor Boy
Yaitu penyemenan dengan menggunakan Tubing sebagai pengantar Cement Slurrykedalam
lubang sumur, biasanya dipakai untuk penyemenan Stove Pipe dan Conductor
Casing.Pada Stove Pipe dengan memasang Pipa Tubing pada annulus lubang yang pertama dibor
dengan Stove Pipe, sedangkan untuk Conductor Casing dengan memasukkan Pipa Tubingkedalam Casing dan digantung dengan Cementing Head.
2. Penyemenan Dengan Stinger
Yaitu penyemenan dengan menggunakan Stinger dan Drill Pipe (DP), sedangkan Shoe yang
dipakai adalah Duplex Shoe. Biasanya dipakai untuk penyemananConductor
Casing karena Casing ini memiliki ukuran diameter besar sehingga dengan systemini
diperlukan volume displace sedikit ( sepanjang DP) dan waktunya lebih cepat
3. Penyemenan Perkins
Yaitu penyemenan dengan menggunakan Bottom dan Top Plug,pada ujung Casing
dipasangFloat Shoe dan Float Collar, sedangkan pada puncak Casing dipasang Plug
Container/Cementing Head. Biasanya untuk penyemanan Surface,Intermediate dan Production
Casing.
4.
Penyemenan Multi Stage
Yaitu penyemenan Casing dalam satu trayek dilakukan lebih dari satu kali dengan cara
bertahap/bertingkat, menggunakan peralatan khusus yaitu DSCC, Plugs khusus, danFloat
Collar khusus. Pertimbangan dilakukan penyemenan Multi Stage adalah Casing yang disemen
panjang dan atau adanya zona loss pada lubang sumur tersebut. Biasanya untuk
penyemenan Intermediate dan Production Casing.
7/18/2019 Booklet Drilling IATMI SMUI 2014.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/booklet-drilling-iatmi-smui-2014pdf 32/32
REFERENSI
Anonymous. 2012. Aplikasi Well Logging dalam Evaluasi Formasi. From :
http://barkun.wordpress.com/. Diakses pada 23 Februari 2014.
Hyne, N.J. Nontechnical Guide to Petroleum Geology, Exploration, Drilling, and Production
2nd Edition.
Jahn, F., Cook, M., & Graham, M. 2008. Hydrocarbon Exploration and Production 2nd Edition.
Oxford : Elsevier B. V.
Komposisi Kimia Pembuatan Semen
Semen yang digunakan dalam industry perminyakan adalah semen Portland, kemudian
dikembangkan oleh joseph aspdin tahun 1824. Disebut Portland karena asal mula bahannya
berasal dari pulau Portland Inggris. Semen ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras
apabila bertemu atau bercampur dengan air. Semen Portland mempunyai 4 komponen mineral
utama, yaitu:
Tricalcium silicate (3CaO SiO2 )
Dinotasikan sebagai C3S yang dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2 dan merupakankomponen terbanyak dalam Portland semen, sekitar 40-45% untuk semen yang lambat proses
pengerasannya, dan 60-65% untuk semen yang cepat proses pengerasannya. Komposisi ini
memberikan strength yang terbesar pada awal pengerasan.
Dicalcium Silicate (2CaO SiO2 )
Dinotasikan sebagai C2S yang juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2, memberi pengaruh
terhadap strength semen akhir. C2S menghidrasi sangat lambat sehingga tidak berpengaruh
dengan setting time semen, tetapi sangat berpengaruh dalam kekuatan semen lanjut dan kadarnya
tidak lebih dari 20%.
Tricalcium Aluminate (3CaO Al 2O3 )
Dinotasikan sebagai C3A yang terbentuk dari reaksi CaO dan AL 2O3 kadarnya 15% untuk high
early Strength dan 3% untuk terhadap kandungan sulfate, namun berpengaruh
terhadaprheologi suspense dan membantu proses pengerasan awal semen.
Tetracalcium Aluminoferrite (4CaO Al 2O3 Fe2O3 )
Dinotasikan sebagai C3AF yang terbentuk dari reaksi CaO2Al2O3 dan Fe2O3. Kadarnya tidak
boleh lebih dari 24% untuk semen yang tahan terhadap kandungan sulfate tinggi. Penambahan
oksida besi yang berlebihan akan menaikan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A dan
menurunkan panas hasil reaksi /hidrasi C2S dan C3S.
CEMENTING
Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran (mixing) dan pendesakan
bubur semen (slurry) melalui casing sehingga mengalir ke atas melewati annulus di belakang
casing. Pada umumnya penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang
bor, melindungi casing dari masalah-masalah mekanis sewaktu pemboran berlangsung (seperti
torsi yang tinggi dan lain-lain), melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosif dan
untuk memisahkan zona yang lain di belakang casing.
Untuk memenuhi tujuan tersebut, maka semen pemboran harus memenuhi beberapa syarat yaitu
semen setelah ditempatkan harus mempunyai kekuatan yang cukup besar dalam waktu tertentu,
semen harus memberikan daya ikat casing dengan formasi yang cukup baik, semen tidak boleh
terkontaminasi dengan formasi fluida ataupun dengan fluida pendorong, semen harus
impermeable (permeabilitas harus nol).
Penyemenan merupakan faktor yang paling penting dalam operasi pemboran sehingga dapat
mereduksi kemungkinan-kemungkinan permasalahan secara mekanis sewaktu melakukan
pemboran pada trayek selanjutnya.
Dalam menyiapkan sumur untuk proses cementing, sangat penting untuk menyiapkan jumlah
semen yang dibutuhkan dengan mengukur diameter borehole dengan kedalamannya
menggunakan caliper log. Caliper logs mengukur diameter sumur pada banyak lokasi secara
bersamaan untuk mengakomodasi ketidakbiasaan dari diameter wellbore dan menentukan
volume dari open hole.
Sifat fisik semen yang dibutuhkan sangat esensial sebelum melakukan proses menyemen pada
sumur. Campuran semen yang sesuai juga ditentukan termasuk massa jenis dan kekentalan dari
material sebelum semen dipompakan ke dalam lubang.
Komposisi Kimia Pembuatan Semen
Semen yang digunakan dalam industry perminyakan adalah semen Portland, kemudian
dikembangkan oleh joseph aspdin tahun 1824. Disebut Portland karena asal mula bahannya
berasal dari pulau Portland Inggris. Semen ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras
apabila bertemu atau bercampur dengan air. Semen Portland mempunyai 4 komponen mineral
utama, yaitu:
Tricalcium silicate (3CaO SiO2 )
Dinotasikan sebagai C3S yang dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2 dan merupakan
komponen terbanyak dalam Portland semen, sekitar 40-45% untuk semen yang lambat proses
pengerasannya, dan 60-65% untuk semen yang cepat proses pengerasannya. Komposisi ini
memberikan strength yang terbesar pada awal pengerasan.
Dicalcium Silicate (2CaO SiO2 )
Dinotasikan sebagai C2S yang juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2, memberi pengaruh
terhadap strength semen akhir. C2S menghidrasi sangat lambat sehingga tidak berpengaruh
dengan setting time semen, tetapi sangat berpengaruh dalam kekuatan semen lanjut dan kadarnya
tidak lebih dari 20%.
Tricalcium Aluminate (3CaO Al 2O3 )
Dinotasikan sebagai C3A yang terbentuk dari reaksi CaO dan AL 2O3 kadarnya 15% untuk high
early Strength dan 3% untuk terhadap kandungan sulfate, namun berpengaruh
terhadaprheologi suspense dan membantu proses pengerasan awal semen.
Tetracalcium Aluminoferrite (4CaO Al 2O3 Fe2O3 )
Dinotasikan sebagai C3AF yang terbentuk dari reaksi CaO2Al2O3 dan Fe2O3. Kadarnya tidak
boleh lebih dari 24% untuk semen yang tahan terhadap kandungan sulfate tinggi. Penambahan
oksida besi yang berlebihan akan menaikan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A dan
menurunkan panas hasil reaksi /hidrasi C2S dan C3S.