Lumpur Minyak Bumi

I. JENIS – JENIS LUMPUR PEMBORAN

ZABA dan DOHERTY (1970) mengklasifikasikan lumpur bor terutama berdasarkan fasa fluidanya : air (water base), minyak (oil base) atau gas, sebagai berikut :I. Fresh Water Muds (lumpur air tawar)a. Spudb. Natural atau Native (alamiah)c. Bentonite – treatedd. Phospate – treatede. Organic coloid – treatedf. “Red” atau alkaline – tannate treatedg. Calcium muds1. Lime – treated2. Gypsum – treated3. Calcium – (selain 1 & 2) - treatedII. Salt Water Muds (air asin)a. Unsaturated salt waterb. Saturated salt waterc. Sodium silicateIII. Oil in Water Emulsiona. Fresh Water (air tawar)b. Salt Water (air asin)IV. Oil Base dan Oil Base Emulsion MudsV. Gaseous Drilling Fluidsa. Udara atau Natural gasb. Aerated Muds

I. FRESH WATER MUDSAdalah lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan (kalau ada) kadar garam yang kecil (kurang dari 10000 ppm = 1 % berat garam). Jenis-jenis lumpur fresh water muds adalah : Spud Mud, Natural Mud, Bentonite – treated mud, Phosphate treated mud, Organic colloid treated mud, “Red” mud, Calcium mud, Lime treated mud, Gypsum treated mud dan Calcium salt.A. Spud Mud, adalah lumpur yang digunakan pada pemboran awal atau bagian atas bagi conductor casing. Fungsi utamanya adalah untuk mengangkat cutting dan membuka lubang di permukaan.B. Natural Mud, yaitu dibentuk dari pecahan-pecahan cutting dalam fasa cair, sifat-sifatnya bervariasi tergantung formasi yang di bor. Lumpur ini digunakan untuk pemboran yang cepat seperti pemboran pada surface casing.C. Bentonite – treated Mud, yaitu mencakup sebagian besar dari tipe-tipe air tawar. Bentonite adalah material paling umum yang digunakan untuk koloid inorganic yang berfungsi mengurangi filtrate loss dan mengurangi tebal mud cake. Bentonite juga menaikkan viscositas.D. Phospate treated Mud, yaitu mengandung polyphospate untuk mengontrol viscositas gel strength dan juga dapat mengurangi filtrate loss serta mud cake dapat tipis.E. Organic colloid treated Mud, terdiri dari penambahan pregelatinized starch atau carboxymethyl cellulose pada lumpur yang digunakan untuk mengurangi filtration loss pada fresh water mud.

F. Red Mud, yaitu mendapatkan warnanya dari warna yang dihasilkan oleh treatment dengan cautic soda dan gueobracho (merah tua). Jenis lumpur ini adalah alkaline tannate treatment dengan penambahan polyphospate untuk lumpur dengan pH dibawah 10.G. Calcium Mud, yaitu lumpur yang mengandung larutan calcium (di sengaja). Calcium bisa ditambah dengan bentuk slake lime (kapur mati), semen, plaster (CaSO4) atau CaCl2.

II. SALT WATER MUDLumpur ini digunakan terutama untuk membor garam massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran air garam yang terbor. Filtrate loss-nya besar dan mud-cake-nya tebal bila tidak ditambah organic colloid, pH lumpur dibawah 8, karena itu perlu presentative untuk menahan fermentasi starch. Jika salt mudnya mempunyai pH yang lebih tinggi, fermentasi terhalang oleh basa. Suspensi ini bisa diperbaiki dengan penggunaan attapulgite sebagai pengganti bentonite. Adapun jenis-jenis lumpur salt water mud adalah : Unsaturated salt water mud, Saturated salt-water mud dan Sodium-Silicate muds.

III. OIL-in-WATER EMULTION MUDS (EMULSION MUD)Pada lumpur ini, minyak merupakan fasa tersebar (emulsi) dan air sebagai sebagai fasa kontinu. Jika pembuatannya baik, filtratnya hanya air. Sebagai dapat digunakan baik fresh maupun salt water mud. Sifat-sifat fisik yang dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur, volume filtrat, tebal mud cake dan pelumasan. Segera setelah emulsifikasi, filtrate loss berkurang. Keuntungannya adalah bit yang lebih tahan lama, penetration rate naik, pengurangan korosi pada drillstring, perbaikan pada sifat-sifat lumpur (viskositas dan tekanan pompa boleh/dapat dikurangi, water loss turun, mud cake tipis) dan mengurangi balling (terlapisnya alat oleh padatan lumpur) pada drillstring. Viskositas dan gel lebih mudah dikontrol bila emulsifiernya juga bertindak sebagai thinner.Fresh water oil-in-water emulsion muds adalah lumpur yang mengandung NaCl sampai 60,000 ppm. Lumpur emulsi ini dibuat dengan menambahkan emulsifier (pembuat emulsi) ke water base mud diikuti dengan sejumlah minyak yang biasanya 5 – 25% volume. Jenis emulsifier bukan sabun lebih disukai karena ia dapat digunakan dalam lumpur yang mengandung larutan Ca tanpa memperkecil emulsifiernya dalam hal efisiensi. Emulsifikasi minyak dapat bertambah dengan agitasi (diaduk).

IV. OIL BASE DAN OIL BASE EMULSION MUDLumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinunya. Komposisinya diatur agar kadar airnya rendah (3 – 5% volume). Relatif lumpur ini tidak sensitif terhadap kontaminan. Tetapi airnya adalah kontaminan karena memberi efek negatif bagi kestabilan lumpur ini. Untuk mengontrol viskositas, menaikkan gel strength, mengurangi efek kontaminasi air dan mengurangi filtrate loss, perlu ditambahkan zat-zat kimia.Manfaat oil base mud didasarkan pada kenyataan bahwa filtratnya adalah minyak karena itu tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif baik terhadap formasi maupun formasi produktif (jadi ia juga untuk completion mud). Kegunaan terbesar adalah pada completion dan work-over sumur. Kegunaan lain adalah untuk melepaskan drillpipe yang terjepit, mempermudah pemasangan casing dan liner.Oil base emulsion dan lumpur oil base mempunyai minyak sebagai fasa kontinu dan air sebagai fasa tersebar. Umumnya oil base emulsion mud mempunyai manfaat yang sama seperti oil base-mud, yaitu filtratnya minyak dan karena itu tidak menghidratkan shale/clay yang sensitif. Perbedaan utamanya adlah bahwa air ditambahkan sebagai tambahan yang berguna (bukan kontaminan). Air yang teremulsi dapat antara 15 – 50% volume, tergantung densitas dan temperatur yang diinginkan (dihadapi dalam pemboran). Karena air merupakan

bagian dari lumpur, maka lumpur ini dapat mengurangi bahaya api, dan pengontrolan flow propertinya dapat seperti water base mud.

V. GASEOUS DRILLING FLUIDDigunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering. Dengan gas atau udara dipompakan pada annulus, salurannya tidak boleh bocor.Keuntungan cara ini adalah penetration rate lebih besar, tetapi adanya formasi air dapat menyebabkan bit balling (bit dilapisi cutting/padatan) yang merugikan. Juga tekanan formasi yang besar tidak membenarkan digunakannya cara ini. Penggunaan natural gas membutuhkan pengawasan yang ketat pada bahaya api. Lumpur ini juga baik untuk completion pada zone-zone dengan tekanan rendah.Suatu cara pertengahan antara lumpur cair dengan gas adalah aerated mud drilling dimana sejumlah besar udara (lebih dari 95%) ditekan pada sirkulasi lumpur untuk memperendah tekanan hidrostatik (untuk lost circulation zone), mempercepat pemboran dan mengurangi biaya pemboran.

II. ADDITIVE LUMPUR PEMBORAN

Additive lumpur pemboran adalah material-material yang ditambahkan untuk merawat lumpur agar sesuai sifat-sifatnya dengan yang dibutuhkan.A. Material Pemberat LumpurMaterial yang ditambahkan untuk menaikkan berat jenis lumpur atau disebut juga dengan weight material. Seperti : Barite atau Barium Sulfate, Calcium Carbonate untuk oil base mud dan Galena.B. Material Pengental LumpurZat kimia pengental lumpur merupakan bahan untuk menaikkan viskositas dari lumpur bor. Material ini termasuk viscosifier. Seperti : Wyoming bentonite, High Yielding Clay, Attapulgite clay untuk salt water mud dan Extra high yield bentonite.C. Material Pengencer LumpurZat kimia pengencer lumpur ini makdusnya adalah zat kimia yang digunakan untuk menurunkan viskositas lumpur bor atau disebut juga Thinner. Seperti : Chrome lignosulfonate, Alkaline lignite, Sodium Acid Pyrophospate, dll.D. Filtration Loss Control AgentFiltration Loss Control Agent maksudnya adalah bahan-bahan untuk mengurangi filtration loss dan menipiskan mud cake. Seperti : Pregelatinized Starch, Sodium Carboxymethylcellulose, dll.E. Lost Circulation MaterialBahan ini untuk menyumbat bagian yang menimbulkan lost circulation. Jadi bahan untuk menghentikan lost circulation. Seperti : Blended Fiber, Graded Mica, Ground walnut hulls, dll.

PRODUK-PRODUK KILANG MINYAK

Produk-produk utama kilang minyak adalah: -Minyak bensin (gasoline). Minyak bensin merupakan produk terpenting dan terbesar dari kilang minyak. -Minyak tanah (kerosene) -LPG (Liquified Petroleum Gas) -Minyak distilat (distillate fuel) -Minyak residu (residual fuel) -Kokas (coke) dan aspal -Bahan-bahan kimia pelarut (solvent) -Bahan baku petrokimia -Minyak pelumas

Dalam penggunaan bahan bakar minyak untuk kendaraan bermotor salah satunya bensin kita harus mengetahui karakteristiknya, karena dalam pemakaiannya diharapkan bahan bakar dapat terbakar dengan sempurna pada waktu dan siklus mesin yang tepat. Sehingga dengan demikian mesin dapat dihidupkan dengan mudah walau pada kondisi lungkungan yang dingin, pemanasan lebih cepat, memberikan akselerasi yang baik serta konsumsi bahan bakar yang rendah (irit).

Sifat- sifat bahan bakar bensin Angka oktana Angka oktana suatu bensin menunjukkan sifat ketahanan bensin terhadap ketukan (knocking), pengukuran angka oktana adalah menggunakan mesin standar CFR (The Cooperative Fuel Research), jadi pada dasarnya kebutuhan angka oktana tergantung dari desain dan kondisi operasi mesin, meliputi perbandingan kompresi, waktu penyalaan dan kondisi operasinya. Distilasi Distilasi bahan bakar menunjukkan volatilitas bensin yang menunjukkan tendensi bensin untuk menguap atau berubah keadaan dari cair ke gas , bensin yang tidak mudah menguap akan kesulitan pada waktu penyalaan dengan kondisi lingkungan dingin, dan kurang bagus pada saat pemanasan dan akselerasi, distribusi bensin kesilinder kurang merata., tetapi apabila bensin terlalu mudah menguap juga akan menurunkan aliran cairan bahan bakar ke mesin sehingga pada saat idle akan tersendat-sendat. Reid Vapour Pressure (RVP) Apabila bensin mempunyai tekanan uap yang tinggi akan mengakibatkan bahaya sumbatan uap dimana diakibatkan terjadinya penguapan yang terlalu cepat didalam saluran bahan bakar, sehingga akan menguranmgi atau menghentikan sama sekali bahan bakar cair. Korosi lempeng tembaga sifat ini digunakan sebagai ukuran dari sifat korosifitas bahan bakar.

KUALITAS STANDAR BENSIN

SIFAT-SIFAT PENGARUH BATASANAngka Oktana Riset (RON)

Terjadi ketukan pada mesin, menyebabkan daya turun

Min

Destilasi (OC)

T 10 : Ujuk kerja saat startT 50 : AkselerasiT 90 : Output mesin

EP    : Distribusi bahan bakar

MakMin – MakMak

MakKorosi Bilah Tembaga Pengaruh korosi thp metal MakOxidation Stability Tendensi pembentukan getah purwa (GUM) Min

Getah Purwa (GUM) Deposit saluran bahan bakar MakKandungan Timbal (Lead)/ Metal

Pengaruh pada kesehatan dan catalytic converterMak

Kandungan Belerang Menyebabkan hujan asam Mak

JENIS IKATAN CARBON pada BBM

Jenis Ikatan Carbon

Pengaruh pada pembakaran

PARAFFIN Jenuh, Angka Oktana Rendah, emisi bersih

OLEFIN Tidak jenuh, kecepatan pembakaran tinggi, kecenderungan membentuk gum dan ozon

AROMATIC Cyclic, sulit terbakar, Angka Oktana tinggi, membetuk depositNAPHTHENE Bersifat antara Olefin dan Aromatic

SPESIFIKASI BAHAN BAKAR MINYAK JENIS BENSIN 91

(Termasuk PERTAMAX)

NoSifat-sifat SatuanSpesifikasi1)Metoda UJIMinMak ASTM/Lainnya

1 Densitas kg/m3 715 780 D 1298/D 40522 Angka Oktana Riset RON 91 D 27003 Kandungan Timbal gr/ltr 0.013 2) D 3341/D 50594 Kandungan Aromatic % vol 50.0 D 13195 Distilasi D  86

· 10% vol  penguapan pada °C 70· 50% vol  penguapan pada °C 77 110· 90% vol  penguapan pada °C 180· Titik Didih °C 205· Residu % vol 2.0

6 Tekanan Uap Reid pada 37,8 °C kPa 45 60 3) D 3237 Getah Purwa mg/100ml 4.0 4.0 D 3818 Periode Induksi menit 360 D 5259 Kandungan Belerang % massa 0.10 D 126610 Korosi Bilah Tembaga 3 jam/50°CASTM No. No. 1 D 13011 Doctor Test atau Negatif IP – 3

Belerang Mercaptan % massa 0.0020 D 322712 Kandungan Oxigenate % vol 104) D 480613 Warna Dilaporkan Visual14 Kandungan Pewarna Gr/100 Lt Dilaporkan

15 Fuel Injector Cleanliness% flow loses

5

16 Intake Valve Sticking Pass/fail pass

17

Intake Valve Cleanliness IIMetode 1, 4 valve average or avg 50 CEC-F-05-A-93Metode 2, BMW Test or avg 100 D 5500Metode 3, Ford 2,3 L avg 90 D 6201

18 Combustion Chamber DepositsMetode 1, or % 140 D 6201

Metode 2, or Mg/mesin 3500 CEC-F-20-A-98

1) Spesifikasi menurut Persetujuan Prinsip Dirjen Migas No. 940/34/DJM.O/2002, tgl. 2 Desember 2002

2) Tanpa penambahan bahan yang mengandung Timbal

3) Penyesuaian dibenarkan dengan menggunakan Volatility Adjustment Table

4) Penggunaan oksigenat maksimum 10 % volume

Aditif yang digunakan harus kompatibel terhadap bahan bakar minyak yang digunakan

Spesifikasi No 16 s/d 18 disebut ”spesifikasi unjuk kerja”. Artinya dampak bbm setelah dipakai pada mesin harus memenuhi persyaratan tersebut. Kalau bbm hanya murni dari minyak bumi, persyaratan no. 16 s/d 18 sulit untuk dipenuhi. Oleh sebab itu diperlukan tambahan zat yang dapat ”membersihkan” ruang bakar dan katup, sehingga bbmnya memenuhi spesifikasi yang ditetapkan.

SPESIFIKASI BAHAN BAKAR MINYAK JENIS BENSIN 95

(Termasuk PERTAMAX PLUS)

NoSifat-sifat SatuanSpesifikasi1)Metoda UJIMinMak ASTM/Lainnya

1 Densitas kg/m3 715 780 D 1298/D 40522 Angka Oktana Riset RON 95 D 27003 Kandungan Timbal gr/ltr 0.013 2) D 3341/D 50594 Kandungan Aromatic % vol 50.0 D 13195 Distilasi D  86

· 10% vol  penguapan pada °C 70· 50% vol  penguapan pada °C 77 110· 90% vol  penguapan pada °C 180· Titik Didih °C 205· Residu % vol 2.0

6 Tekanan Uap Reid pada 37,8 °C kPa 45 60 3) D 3237 Getah Purwa mg/100ml 4.0 4.0 D 3818 Periode Induksi menit 360 D 5259 Kandungan Belerang % massa 0.10 D 126610 Korosi Bilah Tembaga 3 jam/50°CASTM No. No. 1 D 13011 Doctor Test atau Negatif IP – 3

Belerang Mercaptan % massa 0.0020 D 322712 Kandungan Oxigenate % vol 104) D 480613 Warna Dilaporkan Visual14 Kandungan Pewarna Gr/100 Lt Dilaporkan

15 Fuel Injector Cleanliness% flow loses

5

16 Intake Valve Sticking Pass/fail pass17 Intake Valve Cleanliness II

Metode 1, 4 valve average or avg 50 CEC-F-05-A-93

Metode 2, BMW Test or avg 100 D 5500Metode 3, Ford 2,3 L avg 90 D 6201

18 Combustion Chamber DepositsMetode 1, or % 140 D 6201Metode 2, or Mg/mesin 3500 CEC-F-20-A-98

1) Spesifikasi menurut Persetujuan Prinsip Dirjen Migas No. 940/34/DJM.O/2002, tgl. 2 Desember 2002

2) Tanpa penambahan bahan yang mengandung Timbal

3) Penyesuaian dibenarkan dengan menggunakan Volatility Adjustment Table

4) Penggunaan oksigenat maksimum 10 % volume

Aditif yang digunakan harus kompatibel terhadap bahan bakar minyak yang digunakan

SPESIFIKASI MINYAK SOLAR

NoKarakteristik SatuanBATASAN

Metoda Uji ASTMMIN MAK

1 Specific Gravity at 60/60oF 0,8200,870 D-12982 Color ASTM 3,0 D-1500

3Cetane Number atau 45 D-613Calculated Cetane Index 48 D-976

4Viskosity Kinematic at 100º F cSt 1,6 5,8 D-445 Viskosity SSU at 100º F secs 35 45 D-88

3 Pour Point ºF 65 D-974 Suphur Content % wt 0,5 D-1551

Copperstrip Corrosion (3 hr/100ºC) No.1 D-130 Conradson Carbon Residu % wt 0,100 D-189Water Content % vol 0,05 D-95Sedimen % wt 0,01 D-473 Ash Content % wt 0.01 D-482

Strong Acid Numbermg KOH/g

Nil D-93

Total Acid Numbermg KOH/g

0,6

Flash Point PM cc º F 1505 Distillation D-86

Recovery at 300ºC % vol 40

Spesifikasi menurut Persetujuan Prinsip Dirjen Migas No. 022/P/D.M/Migas/1997, 25 Mei 1979

HASIL UJI FISIKA KIMIA

MINYAK SOLAR dan MINYAK SOLAR+CETROL N15

NoKarakteristik Satuan HASIL UJI Metoda Uji ASTM

SOLAR

SOLAR + CETROL N15

1 Angka Cetana Riset 59.1 59.8 D 613 – 95 2 Densitas 15º C kg/m³ 845 845 D 1298 3 Viskositas 40º C mm²/s 4.28 4.27 D 445 – 97 4 Kandungan Sulfur % wt 0.132 0.130 D 2622 – 98 5 Destilasi D 86 – 99a

T – 90 º C 353.0 361.0T  – 95 º C 365.0 374.0Titik Didih Akhir º C 366.0 374.0

6 Titik Nyala º C 80 80 D 93 – 99c 7 Titik Tuang º C +2 +2 D 97 8 Residu Karbon % m/m 0.0083 0.0100 D 4530 – 93 9 Kandungan Air mg/kg nil nil D 1744 – 92 10 Korosi Bilah Tembaga menit 1a 1a D 130 11 Kandungan Abu % wt 0.000 0.000 D 482 -95 12 Bilangan Asam Kuat mg KOH/gNil Nil D 664 13 Kandungan Sedimen % wt 0 0 D 473 14 Bilangan Asam Total mg KOH/g0.0607 0.0659 D 664 15 Lubrisitas HFRR @ 60º Cμ mm 217 208 D 6079

Hasil uji Minyak Solar yang telah di campur dengan Cetrol-N15 dengan perbandingan 1 : 1000 tidak menyebabkan spesifikasi minyak solar menyimpang dari ketentuan yang berlaku.

Sehingga dapat dikatakan bahwa aditif Cetrol N-15 tidak menyebabkan perubahan terhadap spesifikasi fisika dan kima. Akan tetapi dalam unjuk kerjanya minyak solar yang telah diberi aditif Cetrol N-15 akan meningkatkan ujuk kerja dari nbahan bakar tersebut, sehingga kinerja mesin menjadi lebih baik/meningkat.

2. MESIN BENSIN DAN PEMBAKARAN

Pada mesin bensin sistim injeksi, udara dimasukkan dalam ruang bakar, kemudian di tekan. Pada titik tertentu bahan bakar di semprotkan dan kemudian diberi penyalaan. Akibat pembakaran terjadilah pengembangan udara yang akan mendorong piston tutun kebawah.

Timing penyalaan, campuran udara dan bahan bakar yang tepat akan sangat berpengaruh terhadap proses pembakaran. Apabila tidak seimbang, maka terjadilah pembakaran yang tidak sempurna, yang menyebabkan terjadinya sisa pembakaran (deposit) yang akan mennyebabkan terjadinya kerak.

Penumpukan kerak ini akan menyebabkan penyepitan ruang bakar, dan pada akhirnya akan menyebabkan kebutuhan mutu bahan bakar akan berubah.

Proses atau reaksi pembakan dapat digambarkan sebagai berikut:

Contoh Reaksi Pembakaran untuk C8H18 (Iso-Oktan)

C8H18 + 12.5 O2+ 47.16 N2 ® 8 CO2 + 9 H2O + 47.16 N2 + PANAS