FUNGSI LUMPUR PEMBORAN

FUNGSI MAJOR :
1. Mengontrol tekanan formasi
2. Mengangkat cutting
3. Mempertahankan stabilitas lubang bor

Mengontrol tekanan formasi
Lumpur pemboran mengontrol tekanan formasi dengan tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik adalah tenaga desak dengan kolom fluida dikalikan dengan berat fluida dan kedalaman (TVD). Tekanan fluida formasi umumnya adalah sekitar 0,465 psi/ft kedalaman. Pada tekanan yang normal air dan padatan di pemboran telah cukup untuk menahan tekanan formasi ini. Kegagalan mengontrol tekanan formasi mengakibatkan masuknya fluida formasi ke sumur yang mengakibatkan kick Untuk tekanan yang lebih kecil dari normal (subnormal), density lumpur harus diperkecil agar lumpur tidak hilang masuk kedalan formasi. Sebaliknya untuk tekanan abnormal (lebih dari 0,465 psi/ft kedalaman), maka kadang-kadang perlu ditambahkan barite untuk memperberat lumpur pemboran. Tekanan yang diakibatkan oleh kolom lumpur pemboran pada kedalaman D ft dapat dihitung dengan rumus :

Ph = 0,052 x Pm x D

Dimana :
Ph = tekanan hidrostatik lumpur, psi
Ρm = densitas lumpur pemboran, ppg
D = kedalaman, ft

Perlu diketahui bahwa rumus diatas adalah berlaku untk keadaan statik. Tekanan pada formasi yang diakibatkan oleh fluida pada saat mengalir adalah tekanan yang dihitung dengan rumus diatas ditambah dengan pressure loss (kehilangan tekanan) pada annulus diatas formasi yang bersangkutan.

Mengangkut cutting ke permukaan

Mengangkut cutting ke permukaan merupakan fungsi vital lumpur, mengangkut cutting yang dihasilkan oleh pahat melaui annulus.Daya angkut ini terutama dipengaruhi oleh profil aliran lumpur (annular velocity profile), berat jenis, yield point serta gel strength.

Apabila cutting tidak segera terangkat dari dasar sumur, maka akan tergiling lembut dan melekat pada bit ( bit balling )dan akan menurunkan efektifitas pemboran

Faktor yang mempengaruhi cutting transport :

·         Velocity (kecepatan fluida)

Meningkatkan velocity dengan meningkatkan pump rate, ukuran borehole, dan ukuran drillstring

·         Density

Meningkatkan kapasitas angkut melalui efek pengapungan (bouyancy) pada cutting

·         Viscosity

Meningkatkan pembuangan cutting

·         Pipe rotation

Rotasi akan melempar cutting ke area berkecepatan tinggi pada area dinding lubang bor dengan pipa bor

·         Hole angle

Meningkatnya sudut lubang bor akan mempersulit cutting tranport

Fluida pemboran juga harus memiliki kemampuan mengapungkan material cutttng selama proses pemboran berhenti karena pipe connection, bit trips, running logging.

·         Kegagalan dalam mengapungkan material akan menyebabkan pengendapan material ke bagian lebih rendah

·         Penurunan density lumpur

 Mempertahankan stabilitas lubang bor

Tekanan hidrostatik lumpur pemboran bertindak seperti mengurung lubang bor. Gaya mengurung diperoleh dari terbentuknya lapisan tipis (mud cake)

Lumpur bor yang memproduksi cake berkualitas buruk atau tebal akan menyebabkan stuck pipe, kesulitan dalam running casing, dan menurunkan kualitas penyemenan.

FUNGSI MINOR :

1.    Menahan sebagian berat pipa

2.    Mendinginkan dan melumasi bit dan drilling assembly

3.    Menyalurkan tenaga hidrolik ke bit

4.    Sebagai medium wireline logging

5.    Memungkinkan dilakukan evaluasi formasi dan pengumpulan data geologi

Menahan sebagian berat pipa

Gaya apung fluida pemboran (bouyancy) akan menahan sebagian berat dari casing atau pipa bor, persamaan yang digunakan adalah :

              BF = (65,4-Mud Weight)/65,4

Mengalikan BF dengan berat pipa di udara akan mendapatkan berat pipa pada hook load.

Mendinginkan dan melumasi bit dan drilling assembly

Panas dan friksi dapat timbul pada bit dan area antara drillstring dan lubang bor ketika operasi pemboran berlangsung. Konduksi formasi umumnya kecil sehingga sukar menghilangkan panas ini, tetapi dengan aliran lumpur telah cukup untuk mendinginkan sistem.

Kontak antara drillstring dan dindng lubang sumur juga dapat menyebabkan torsi (torque) ketika berputar dan seretan (drag) ketika tripping

Menyalurkan tenaga hidrolik ke bit

Hydraulic Horsepower (HHP) terjadi pada bit sebagai akibat dari aliran fluida pemboran dan presusure drop melalui bit nozzle.

Energi tersebut dikonversi ke tenaga mekanik yang menyingkirkan cutting dari dasar lubang bor dan memperbaiki Rate Of Penetration (ROP)

Sebagai medium wireline logging

Fluida pemboran berbahan dasar udara, air, atau minyak mempunyai sifat karakteristik yang berbeda yang akan mempengaruhi dari pemilihan logging yang sesuai.

Fluida pemboran harus dievaluasi untuk keperluan pemilihan program logging yang sesuai

Memungkinkan dilakukan evaluasi formasi dan pengumpulan data geologi.

Pengumpulan dan intepretasi data geologi dari hasil pemboran , coring dan electric log digunakan untuk menentukan nilai ekonomis dari sumur yang sedang dibor.

Penetrasi oleh filtrat dari lumpur baik berbahan dasar air atau minyak akan mempengaruhi ketelitian dari perolehan data commersial yang sesungguhnya.

Lumpur pemboran dipilih yang dapat mempertahankan kondisi lubang agar dapat diperoleh pengukuran yang teliti

FUNGSI TAMBAHAN

1.    Meminimalkan kerusakan lubang bor

2.    Mengontrol korosi

3.    Meminimalkan Loss sirkulasi

4.    Menurunan kemungkinan stuck pipe

5.    Meminimalkan kemungkinan pressure loss

6.    Meningkatkan laju penembusan (ROP)

7.    Meminimalkan pengaruh pada lingkungan

8.    Meningkatkan keamanan dan keselamatan

Meminimalkan kerusakan lubang bor

Kerusakan formasi produktif dapat terjadi akibat lumpur yang buruk.

Kerusakan yang terjadi :

·         migrasi butiran halus

·         invasi padatan

·         perubahan wettability

Mengontrol korosi

Corrosion control dapat menurunkan kegagalan drill string dengan cara menghilankan atau menetralkan kontaminasi zat corrosive Produk pengontrol korosi khusus perlu ditambahkan pada lumpur

Meminimalkan Loss sirkulasi

Kehilangan lumpur melalui rekahan rekahan dapat menimbulkan biaya mahal dan adanya resiko terjadi blow out, stuck pipe dan kerusakan formasi. Pemilihan lumpur dengan densitas yang rendah dapat mengurangi resiko ini

Menurunan kemungkinan stuck pipe

Pipe sticking dapat terjadi karena beberapa faktor :

–   Pembersihan dasar sumur yang buruk

–   Hole sloughing

–   Loss sirkulasi

–   Differential pressure sticking

–   Key seating

Differential Pipe sticking dapat dikenali ketika pipa bor tidak dapat diputar atau dinaik-turunkan tetapi sirkulasi lumpur berlangsung nornal dengan tekanan yang juga normal.

Kondisi-kondisi yang menyumbang terjadinya differential pipe sticking adalah:

·         Permeabilitas formasi yang tinggi

·         Sudut kemiringan lubang pemboran

·         Sifat filtration lumpur yang buruk

·         Geometri pipa bor dan lubang sumur

·         Masa/waktu drill string tidak bergerak(pipe connection, bit trips, running logging).

Meminimalkan kemungkinan pressure loss

 Penggunaan peralatan permukaan dapat dikurangi dengan mendesain lumpur minim loss yang meningkatkan efisiensi dari tenaga hidraulic

Meningkatkan laju penembusan (ROP)

Penggunaan lumpur yang sesuai dapat meningkatkan laju penembusan dan mengurangi waktu pemboran serta mengurangi problem selama operasi pemboran.

Peningkatan laju pemboran juga  dapat mengurangi biaya

Meminimalkan pengaruh pada lingkungan

Lumpur yang sesuai dapat mengurangi pengaruh buruk pada lingkungan sebagai akibat dari penggunaan lumpur bor.

Pencemaran pada kasus seperti tumpahan, reklamasi dan biaya pembuangan dapat ditekan dengan kontrol lumpur yang baik.

Meningkatkan keamanan dan keselamatan

Fluida pemboran perlu perancangan dalam hal keamanan akibat tekanan formasi dan akibat dari adanya H2S.

PERSIAPAN LUMPUR PEMBORAN

Dipermukaan terdapat tangki-tangki pengendap dan alat-alat pemisah (Solid Control Equipment ) untuk memisahkan dan membersihkan lumpur dari cuttings, untuk kemudian disirkulasikan kembali kedalam lubang bor

Sistem Sirkulasi Lumpur Bor


1.Tempat Persiapan (preparation area)
Tempat persiapan lumpur pengeboran terdiri dari peralatan-peralatan yang diatur untuk memberikan fasilitas persiapan atau”treatment” lumpur bor. Tempat ini meliputi:
 Mud house
merupakan gudang untuk menyimpan additives
 Steel mud pits/tank
merupakan bakpenampung lumpur dipermukaan terbuat daribaja.
 Mixing hopper
merupakan perlatan yang digunakan untuk menambah additives kedalam lumpur.
 Chemical mixing barrel
merupakan peralatan untuk menambahkan bahan-bahan kimia (chemical) ke dalam lumpur.
Bulk storage bins
Merupakan bins yang berukuran besar di gunakan untuk menambahkan additives dalam jumlah banyak.
 Water tank
Merupakan tangki yang digunakan pada tempat persiapan lumpur.
 Reserve pit
Merupakan kolam yang besar digunakan untuk menampung serbuk bor dan kelebihan lumpur. Tempat ini merupakan tempat dimana cairan pengeboran dipersiapkan dan dirawat atau di ganti, tergantung dari keadaan di dalam lubang sumur. Perubahan-perubahan mungkin di perlukan antara lain :

•  Agar selalu mendapatkan lubang sumur bor yang baik atau stabil.
•  Untuk membentuk cairan pengeboran yang memiliki jenis yang cukup.
•  Untuk membentuk cairan pengeboran yang mampu mentoleransi kemungkinan kontaminasi dari lubang bor yang sedang ditembus.
•  Untuk mendapat sifat-sifat fluida pengeboran yang baik agar memperoleh sifat aliran yang baik.
• Untuk mempersiapkan lumpur agar tidak menimbulkan kerusakan pada formasi produktif.

Terdapat 4 macam kerja rutin utama di dalam mempersiapkan lumpur pengeboran yang biasa di lakukan tim pengeboran :

•  Persiapan pertama, untuk membuat kekentalan (viskositas) lumpur.
•  Mengurangi air tapisan.
•  Penambahan bahan-bahan kimia lumpur, untuk membuat perubahan ikatan-ikatan kimia dalam lumpur pengeboran agar memiliki sifat lumpur yang baik.

Mixing Hopper 

Peralatan ini berbentuk corong yang dipakai untuk menambahkan bahan lumpur berbentuk tepung kedalam cairan pengeboran pada waktu perawatan lumpur ditangki lumpur. Jenis yang banyak dipakai adalah Hopper jet, yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan ruang hampa.

Rumah lumpur ( Mud house )

Adalah suatu gudang penyimpan bahan lumpur tertutup. Terletak di samping mixing hopper, di area tempat mempersiapkan lumpur. Didalam mud house ini terdapat tumpukan karung berisi bahan-bahan lumpur yang kering yang akan dipakai bila diperlukan didalam program perawatan cairan pengeboran untuk suatu formasi yang sedangdibor.

Gudang ini biasanya diletakan sama tingginya dengan bagian atas dari tangki lumpur, untuk mempermudah jalannya truk pengeboran dan agar bahan-bahan kimia tambahan tersimpan dalam keadaan kering, sehingga mempermudah untuk percampuran bahan lumpur tersebut kesistem pencampuran.

Tangki-tangki baja untuk lumpur

 Kotak-kotak baja berbentuk segi empat yang untuk menampung dan mengatur cairan pengeboran setelah keluar dari sumur bor.

Bulk Storage bins 

Merupakan bejana tempat menyimpan yang terbentuk corong yang terletak disamping kolam lumpur daerah tempat mempersiapkan lumpur. Tangki-tangki ini berisi bahan-bahan tambahan yang besar seperti bentonite dan bahan-bahan pemberat (barite). Bejana tempat menyimpan bahan lumpur inibekerja berdasarkan prinsip gravitasi (gravity feed).

Tangki Air

Tangki air merupakan tempat menyimpan air yang diperlukan sebagai cadangan/persiapan. Sumber air berasal dari sumur-sumur air atau sumber air lainnya di sekitar lokasi pengeboran.

jadi sebelum kita mensirkulasikan lumpur pemboran kita harus mensetting lumpur pemboran di preparation area supaya lumpur yang kita gunakan optimal.

daftar pustaka :

1. hidrolika lumpur pemboran book

2. website ilmu pemboran