semen pemboran
DESCRIPTION
semoga bermanfaat hahaTRANSCRIPT
Outline
• Fungsi penyemenan• Tipe penyemenan• Klasifikasi semen pemboran API• Komposisi semen• Bahan aditif semen• Sifat fisik Bubur semen
Semen
Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran
(mixing) dan pendesakan (displacement) bubur semen (slurry) melalui casing
sehingga mengalir ke atas melewati annulus di belakang casing sehingga casing
terikat ke formasi . 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. Penyemenan merupakan faktor yang paling penting dalam
operasi pemboran sehingga dapat mereduksi kemungkinan-kemungkinan
permasalahan secara mekanis sewaktu melakukan pemboran pada trayek
selanjutnya.
Fungsi Penyemenan
Adapun tujuan dari penyemenan yang kita lakukan antara lain :
•Melindungi dan melekatkan casing pada dinding formasi.
•Menutup daerah hilang sirkulasi dan mengisolasi lapisan dibelakang casing
agar tidak terjadi komunikasi antar lapisan.
•Mencegah penyusupan gas atau fluida formasi yang bertekanan tinggi ke
celah antara casing dan formasi, yang dapat menimbulkan masalah yang yang
membahayakan dipermukaan.
•Menutup sumur yang akan ditinggalkan.
•Memperbaiki casing yang rusak.
•Memperbaiki kesalahan pada waktu perforasi.
Tipe Penyemenan
Operasi penyemenan yang tidak sempurna dapat menimbulkan banyak masalah,
antara lain sulitnya mengontrol produksi pada tiap-tiap lapisan formasi produktifnya.
Oleh karna itu type penyemenan terbagi menjadi 2 bagian yaitu :
1. Primary Cementing adalah penyemenan yang pertama kali dilakukan setelah casing
diturunkan kelubang sumur. Primary Cementing juga terbagi menjadi beberapa bagian
yaitu :
• Penyemenan Conductor Casing.
• Penyemenan Surface Casing.
• Penyemenan Intermediate.
• Penyemenan Production Casing.
2. Secondary Cementing adalah penyemenan tahap kedua atau penyemenan ulang
untuk menyempurnakan primary cementing . Secondary Casing juga terdiri dari
beberapa bagian yaitu :
• Squeeze Cementing : Penyemenan yang bertujuan untuk memperbaiki kebocoran
atau kerusakan pada casing atau juga memperbaiki penyemenan pada Primary
cementing yang belum sempurna.
• Re - Cementing : Untuk memperluas perlindungan casing diatas top semen serta
menyempurnakan penyemenan pertama.
• Plug Back Cememting : tujuan untuk menutup atau meninggalkan sumur
(Abandonment Well) Dan menutup zona air dibawah zona produksi minyak.
Tipe Penyemenan
Klasifikasi Semen Pemboran
Dilihat dari fungsinya, semen dapat diklasifikasikan atau dikelompokan menjadi
beberapa tipe menurut API (API spec. 10) yaitu :
• Kelas A : Digunakan untuk penyemenan selubung sampai kedalaman 1830 meter (6000 ft)
dan apabila sifat-sifat khusus dari formasi tidak disyarat.
• Kelas B : Digunakan untuk sumur sampai kedalaman 1830 meter (6000 ft) apabila kondisi
formasi membutuhkan tahan sulfat sedang sampai tahan sulfat tinggi.
• Kelas C : Digunakan pada sumur dengan kedalaman 1830 meter (6000 ft) apabila kondisi
membutuhkan sifat kekuatan awal yang tinggi.
• Kelas D : Digunakan untuk sumur dengan kedalaman 1830 meter (6000 ft) sampai
kedalaman 3050 meter (10000 ft) dengan kondisi suhu dan tekanan sedang.
• Kelas E : Digunakan untuk sumur dengan kedalaman 3050 meter (10000 ft) sampai
kedalaman 4270 meter (14000 ft) dengan kondisi suhu dan tekanan tinggi.
• Kelas F : Digunakan untuk sumur dengan kedalaman 3050 meter (10000 ft) sampai
kedalaman 4880 meter (16000 ft) dengan kondisi suhu dan tekanan tinggi.
• Kelas G : Digunakan sebagai semen pemboran dasar untuk kedalaman 2440 meter
(8000 ft), atau dapat digunakan dengan akselerator dan retarder untuk
memperoleh batas jangkauan kedalaman sumur dan suhu yang lebuh luas.
Klasifikasi Semen Pemboran
• Kelas H : Digunakan sebagai semen pemboran dasar untuk kedalaman sampai
2440 meter (8000 ft) dan dapat digunakan dengan penambahan akselerator dan
retarder untuk memperoleh batas jangkauan suhu dan kedalaman sumur yang
lebih luas.
• Kelas J : Digunakan untuk semen dasar pemboran untuk kedalaman 3660 meter
(12000 ft) samapai kedalaman 4880 meter (16000 ft) pada kondisi suhu dan
tekanan yang amat tinggi atau dapat digunakan dengan penambahan akselerator
dan retarder untuk memperoleh batas jangkauan sumur dan suhu yang lebih
besar.
Klasifikasi Semen Pemboran
Komposisi Semen Pemboran
Pada umumnya terdapat 4 (empat) senyawa kimia yang berperan sebagai senyama aktif
dalam semen. Bila semen mengalami hidrasi, sennyawa ini memberikan pengaruh besar
dalam pembentukan kekuatan semen keringnya. Senyawa-senyawa tersebut antara lain :• Tricalcium Aluminate (C3A)
C3A terbentuk dari perpaduan CaO dan Al2 O3.
• Tricalcium silicate (C3S)Senyawa ini dibentuk oleh reaksi antara CaO dan SiO2.
• Dicalcium Silicate (C2S)Senyawa ini juga dihasilkan oleh reaksi antara CaO dan SiO2.
• Tetracalcium Aluminoferrite (C4AF)C4AF dibentuk dari CaO, Al2O3, Fe2O3.
Bahan Aditif Semen
Berbagai jenis additive telah banyak digunakan dalam penyemenan sumur-sumur
minyak, gas dan panas bumi, dengan mempertimbangkan kondisi sumur seperti
kedalaman, temperatur, dan tekanan.
Beberapa operator menggunakan berbagai jenis additive semen untuk berbagai
kebutuhan, antara lain untuk :
• Menambah dan mengurangi berat bubur semen.
• Menambah volume bubur semen dengan biaya yang relatif rendah.
• Mempercepat atau memperlambat waktu pengenjalan (thickening time).
• Meningkatkan kekuatan.
• Mengurangi water loss.
Bahan Aditif Semen
a. Accelerators
Accelerators adalah zat yang dapat mempercepat proses pengerasan
pada bubur semen, sehungga thickening time menjadi lebih singkat.
Accelerator yang biasa digunakan adalah calcium chloride (CaCl2), sodium
chloride (Salt-NaCl), gypsum cement, sodium silicate (Na2SiO2), air laut.
Cara Konvensional untuk mempercepat proses pengerasan bubur semen
adalah dengan memperbesar densitas semen atau mengurangi jumlah
air.
Bahan Aditif Semen
b. Light Weight Additive
Additive ini berfungsi untuk membuat bubur semen lebih ringan. Digunakan
untuk penyemenan pada formasi yang lemah dan tidak kuat menahan berat
kolom semen.
c. Heavy Weight Additive
Additive ini berfungsi untuk pemberat bubur semen. Additive ini digunakan
untuk penyemenan pada formasi yang memiliki tekanan cukup tinggi,
sehingga tekanan dalam kolom semen mampu mengimbangi tekanan formasi.
Bahan Aditif Semen
d. Retarder
Semen retarder adalah additive yang digunakan untuk memperpanjang waktu
proses pengerasan bubur semen. Biasanya additive ini digunakan untuk
penyemenan sumur-sumur dalam yang bertemperatur tinggi. Sehingga bubur
semen tidak mengeras sebelum target tercapai.
e. Friction Reducer
Additive ini berfungsi untuk mengurangi kekentalan bubur semen, serta
membuat turbulensi aliran bubur semen pada laju pemompaan yang rendah.
Friction reducer juga sering dikenal dengan nama cement dispersant.
Bahan Aditif Semen
f. Lost Circulation – Control Agents
Additive jenis ini digunakan untuk menanggulangi kehilangan bubur
semen pada saat proses penyemenan. Ada dua cara untuk
menanggulangi kehilangan bubur semen, yaitu :
• Dengan mengurangi densitas bubur semen.
• Dengan menambahkan material penyumbat, seperti serbuk gergaji, bubur
kayu, plastik, dsb
• dengan menambahkan nitrogen kedalam system Lumpur.
Sifat Fisik Bubur Semen
Adapun beberapa yang menjadi sifat dasar semen dan merupakan bagian yang
penting untuk sebuah proses penyemenan yaitu :
a. Thickening Time
Thickening time ialah waktu yang diperlukan bubur semen untuk mencapai
harga konsistensi 100 Bc. Persamaan umum :
Bc = (T - 78 x 2)/20
Keterangan :
Bc = konsistensi suspensi semen, (Uc)
T = harga torsi pada pembacaan alat, (g-cm)
Sifat Fisik Bubur Semenb. Densitas
Rapat jenis dari bubur semen ( slurry) ditentukan oleh perbandingan campuran air dan bubuk
semen, dimana makin tinggi kadar air maka makin kecil harga kerapatan bubur semen. Dapat
dirumuskandengan persamaan : Dbs = Gbk + Gw + Ga / Vbk + Vw + Va
Keterangan :
o Dbs = densitas suspensi semen
o Gbk = berat bubuk semen
o Ga = berat aditif
o Gw = berat air
o Vbk = volume suspensi semen
o Vw = volume air
o Va = volume aditif
Sifat Fisik Bubur Semen
c. Filtration Loss
Filtration loss adalah peristiwa hilangnya cairan dan suspensi semen kedalam formasi
permeable yang dilaluinya. Ciran ini disebut dengan filtrat, filtrate kehilangan filtrate
ini tidak boleh terlalu banyak, karena akan menyebabkan suspensi semen kekurangan
air.
d. Water Cement Ratio (WCR)
Water cement ratio ialah perbandingan air yang dicampur dengan bubuk semen
sewaktu suspensi semen dibuat. Jumlah air yang dicampurkan tidak boleh lebih atau
kurang, karena akan mempengaruhi baik buruknya ikatan semen nantinya.
Sifat Fisik Bubur Semen
e. Waiting On Cement
Waiting On Cement atau waktu menunggu pengerasan suspensi semen yaitu waktu
yang dihitung dari saat viper plug diturunkan kemudian plug dibor kembali untuk
operasi selanjutnya. WOC ditentukan oleh berbagai faktor seperti tekanan dan
temperatur sumur, WCR, kuat tekan dan aditif-aditif yang dicampur kedalam bubur
semen yang pada umumnya sekitar 24 jam.
f. Shear Bond Strength
Shear bond strength didefinisikan kekuatan semen dalam menahan berat casing.
Harga shear bond strength ini dapat dihitung dengan cara mengukur gaya tekan
(compressive strengt)
Sifat Fisik Bubur Semeng. Compressive Strength
Kekuatan pada semen dapat dibagi menjadi dua, yaitu compressive
strength dan shear bond strength. Compressive strength didefinisikan sebagai
kekuatan semen dalam menahan tekanan-tekanan horizontal. Shear bond strength
didefinisikan sebagai kemampuan semen untuk menahan tekanan/beban dari arah
vertical.
Pada temperatur tinggi akan terjadi gangguan pada kekuatan semen
seiring dengan bertambahnya suhu, hal ini lebih dikenal dengan “strength
retrogetion”. Hal ini mengubah komposisi komponen semen dan menyebabkan
kekuatan dari semen hilang.
Sifat Fisik Bubur Semenh. Viskositas
Pengukuran viskositas pada bubur semen menggunakan istilah konsistensi karena bubur
semen merupakan fluida non-newtoian. Harga konsistensi ini dapat dipengaruhi oleh kadar
air dalam bubur semen dan dapat pula diubah dengan menggunakan bahan adiktiv
i. Hidrasi Semen
Hidrasi semen Portland adalah suatu reaksi kimia yang berurutan antara clinker, kalsium
sulfat dan air sampai akhirnya suspensi semen mengeras. Akan Tetapi ada beberapa
parameter yang perlu ditambahkan. Hidrasi dapat di kelompokan menjadai 2 kelompok
yaitu :
1. Hidrasi dengan temperatur rendah
2. Hidrasi denga n temperatur tinggi.
Sifat Fisik Bubur Semenj. Permeabilitas
Permeabilitas diukur pada semen yang mengeras, maksudnya sama
dengan permeabilitas batuan formasi yang berarti kemampuan suatu
media untuk mengalirkan fluida. Semakin besar permeabilitas semen
akan semakin banyak fluida yang melalui semen tersebut. Dalam hasil
penyemenan permeabilitas yang diinginkan adalah tidak ada atau sekecil
mungkin. Menurut rekomendasi dari API permeabilitas batuan semen
adalah tidak boleh lebih dari 0,01 md.
Sifat Fisik Bubur Semen
• Perhitungan Pemeabilitas (K) Satuan (mD) dapat dihitung dengan persaman darcy :
k = O x w x c x L x 2 / A x 200
Keterangan :
K = Permeabilitas, md
O = Ukuran orifice
L = Panjang sample, cm
C = Mercury reading
A = Luas permukaan, cm²
W = Water reading
200 = Konstanta yang ditentukan waktu kalibrasi orifice