Chapter 5 - Lumpur Pemboran

1Chapter 5

Introduction to Drilling Mud

Outline

z Mengenali komponen-komponen dari lumpurpemboranz Fasa cairz Reactive solidsz Inert solidsz Fasa kimia

z Memahami fungsi lumpur pemboranz Memahami rheology lumpur pemboranz Memahami sifat-sifat kimia lumpur pemboran

IntroductionPada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpihpemboran. Lalu dengan berkembangngnya pemboran, lumpur mulaidigunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur, zat-zat kimiaditambahkan dan akhirnya digunakan pula udara dan gas untuk pemboranwalaupun tetap bertahan.

Secara umum lumpur pemboran dapat dipandang mempunyai empatkomponen atau fasa:

a. Fasa cair (air atau minyak)b. Reactive solids, yaitu padatan yang bereaksi dengan air membentuk

koloid (clay)c. Inert solids (zat padat yang tidak bereaksi)d. Fasa kimia

Komponen Lumpur Pemboran

z Fasa Cairz Minyak atau air (tawar atau asin)z 75% lumpur pemboran menggunakan airz Apabila kandungan minyak dalam fasa cair lebih dari 95%,

maka lumpur disebut oil basedz Apabila kandungan minyaknya 50-70% dalam fasa kontinue,

lumpur disebut invert-emulsion.z Reactive Solids

z Clay air tawar (Bentonite) atau clay air asin (attapulgite)z Jumlah barrel lumpur yang dapat dihasilkan dari satu ton

clay agas viskositas lumpur 15 cp disebut yield.z Bentonite rata-rata memiliki yield 100.


z Inert Solidsz Barite (BaSO4) atau galena (bijih besi) untuk

menaikkan densitas lumpur.z Berasal juga dari formasi yang dibor dan

terbawa lumpur. Padatan ini perlu dibuangsecepat mungkin karena dapat menyebabkanabrasi dan kerusakan pompa dll)


z Fasa Kimiaz Digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur seperti

dispersi, flokulasi, menurunkan viskositas, mengurangiwater loss

z Contoh zat yang digunakan untuk menurunkan viskositasadalah surfactant

z Contoh zat yang menaikkan viscositas adalah CMC, Starch, dan beberapa senyawa polymer

2Functions of Drilling Mud

z Mengangkat cutting ke permukaan. Hal inidipengaruhi olehz Kecepatan fluida di annulus (umumnya kecepatan 100-120

fpm sudah cukup)z Kapasitas untuk menahan fluida yang merupakan fungsi dari

densitas, aliran, dan viskositas.z Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string

z Panas dapat timbul karena gesekan bit dan drill string dengan formasi.

z Karena konduktivitas formasi kecil, panas ini tidak cepathilang sehingga perlu didinginkan oleh lumpur.

Functions of Drilling Mud

z Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake

z Mengontrol tekanan formasiz Gradien tekanan formasi yang normal adalah 0.465 psi/ft

z Menahan cutting apabila sirkulasi berhentiz Melepaskan cutting dan pasir di permukaanz Menahan sebagian berat drill pipe dan casingz Mengurangi efek negatif pada formasiz Mendapatkan informasi (mud log, sample log)z Media Logging

Controlling Formation Pressure Mud Circulation in the hole

Properties of Drilling Mud

z Densitas Lumpur; material dalam lumpur yang tidak diinginkan dapat dihilangkan dengan:

z Shale shaker: membersihkan lumpur dari cutting yang berukuran besar.

z Degasser: membersihkan lumpur dari gas yang masuk.

z Desander: membersihkan lumpur dari padatan kecil yang lolos dari shale shaker.

z Desilter: sama dengan desander, tetapi untuk padatan yang lebih kecil.


z Viskositas dan Gel Strengthz Sifat gel dari lumpur sangat berguna pada saat round

trip

z Berdasarkan kelakuan viskositas-nya, fluida dibagimenjadi 4 kategori, yaitu Newtonian, Bingham-plastic, Power Law dan Modified Power Law.

z Fluida Newtonian memiliki viskositas yang konstan, tidak tergantung dari shear rate (dipengaruhi oleh lajualir)

3Fluida Non-Newtonian

Some Terminologies in Mud Rheologyz Viskositas plastik: bagian dari resistensi untuk

mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik

z Yield Point: bagian dari resistensi untuk mengaliroleh gaya tarik-menarik antar partikel dalamkondisi dinamis.

z Gel Strength: bagian dari resistensi untukmengalir oleh gaya tarik-menarik antar partikeldalam kondisi statis.


z Filtrasi dan Mud Cakez Ketika terjadi kontak antara lumpur pemboran dengan

batuan berpori, batuan tersebut akan bertindaksebagai saringan yang memungkinkan fluida an partikelkecil melewatinya.

z Fluida yang hilang ke dalam batuan disebut filtrate.z Lapisan yang dibentuk oleh partikel yang tertahan di

dinding lubang bor disebut mud cake.z Proses filtrasi terjadi jika tekanan di lubang bor lebih

besar dari tekanan formasi.z Proses filtrasi dibedakan menjadi dua: static filtration

dan dynamic filtartion.


z Filtrasi dan Mud Cake (continued)z Mud cake yang tipis merupakan bantalan yang

baik antara pipa pemboran dan dinding lubangbor.

z Mud cake yang tebal akan menjepit pipapemboran sehingga sulit diangkat dan diputar.

z Filtrate yang banyak akan menimbulkanformation damage.

4Sifat Lumpur pada P dan T yang Tinggiz Temperatur yang tinggi dapat mengurangi

efektivitas aditif yang ditambahkan untukmembentuk sifat lumpur, sehingga dapatmenimbulkan masalah dalam kecepatanpemboran, bit dan hole cleaning, kestabilanlubang bor dan lainnya.

z Temperatur tinggi dapat menyebabkanlumpur menjadi encer, sehingga viskositasplastisnya berkurang.

Analisa Kimia Lumpur Pemboran

z Analisa alkalinitas (keasaman)

z Analisa kesadahan (ion Ca dan Mg)

z Analisa ion Chlor (sehubungan dengan kontaminasioleh NaCl)

z Analisa ion Calcium (kontaminasi oleh gypsum yang dapat mempengaruhi sifat water loss dangel strength)

z Analisa ion Besi (indikasi korosi)

Kontaminasi Lumpur Pemboran

z Kontaminasi Sodium Chloridaz Terjadi jika menembus kubah garam, lapisan garam atau lapisan

dengan air salinitas tinggi.z Dapat mengubah viskositas, yield point, gel strength dan pH

z Kontaminas Gypsumz Terjadi saat menembus gypsum atau shale dan limestones yang

mengandung gypsum.z Dapat mengubah viskositas, yield point, gel strength dan fluid

loss

z Kontaminasi Semenz Terjadi karena penyemenan yang kurang sempurnaz Dapat mengubah viskositas, yield point, gel strength, pH dan

fluid loss

z Kontaminasi lainnya: Carbon-dioxide, Hydrogen Sulfide, dan Oxigen


z Kemampuan lumpur untuk melumasi bagian alat-alat pemboran yang saling bersinggungan ataubergesekan pada saat pemboran berlangsung.

z Gesekan yang dapat terjadi:z Metal-to-metal: antara drill string dan casingz Metal-to-mineral: antara drill string dengan

dinding borz Mineral-to-mineral

z Sifat pelumasan diperlukan untuk:z memperpanjang umur peralatan (bit, casing, dll)z Menurunkan torsi, drag dan side-wall sticking

Drilling Mud Types

z Fresh Water Muds

z Salt Water Muds

z Oil-in-Water Emulsion Muds

z Oil Base and Oil Base Emulsion Muds

z Gaseous Drilling Fluids

Chapter 5 - Lumpur Pemboran

Documents

Transcript of Chapter 5 - Lumpur Pemboran