Refisi Proposal Kerja Praktek

41
PROPOSAL KERJA PRAKTEK VARIASI KESETIMBANGAN KECEPATAN SIRKULASI DAN DENSITAS LUMPUR TERHADAP KECEPATAN PEMBORAN Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum pada jurusan teknik pertambangan Institut Teknologi Medan (ITM) Disusun Oleh : BUDI SANTOSO 12 306 093 JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

description

kerja praktek

Transcript of Refisi Proposal Kerja Praktek

PROPOSAL KERJA PRAKTEKVARIASI KESETIMBANGAN KECEPATAN SIRKULASI DAN DENSITAS LUMPUR TERHADAP KECEPATAN PEMBORAN

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum pada jurusan teknik pertambangan Institut Teknologi Medan (ITM)

Disusun Oleh :

BUDI SANTOSO12 306 093

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNOLOGI MINERALINSTITUT TEKNOLOGI MEDAN2015LEMBAR PENGESAHAN

PROPOSAL KERJA PRAKTEK

VARIASI KESETIMBANGAN KECEPATAN SIRKULASI DAN DENSITAS LUMPUR TERHADAP KECEPATAN PEMBORAN

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum pada jurusan teknik pertambangan Institut Teknologi Medan (ITM)

Disetujui oleh :

Ketua Jurusan Dosen Pembimbing

(Ir. M. Eka Onwardana, MT) (Ir. Sedarata Sebayang, MT)

KATA PENGANTAR

Yang pertama saya panjatkan puji dan syukur kehadirat ALLOH Swt, yang telah memberikan saya kesehatan dan rezeki sehingga saya dapat membuat serta melaksanakan proposal bimbingan kerja praktek.Adapun dasar pembutan proposal ini adalah untuk memenuhi kurikulum yang berlaku pada jurusan teknik pertambangan di Institut Teknologi Medan.Dalam pembuatan proposal ini, penulis banyak mengalami kesulitan, namun berkat bantuan dari berbagai pihak, proposal ini akhirnya dapat selesai dengan baik.Maka pada kesempatan ini penulis dengan rendah hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :1. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan dukungan moril dan materil kepada penulis sehingga propsal ini dapat tersusun tersusun.2. Bapak Sedarta Sebayang Ir, MT sebagai dosen metodologi penelitian dan komputasi tambang.3. Rekan-rekankelompok/seangkatan yang telah banyak membantu penyusunan hingga selesai propsal ini.4. Beserta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyusun proposal ini.Penulis menyadari bahwa proposal ini masih banyak kekurangannya, baik penulisan kalimat, bahasa, maupun isi, dikarenakan pengetahuan dan pengalaman penulis yang masih terbatas dalam pembuatan proposal.Namun demikian penulis telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun proposal ini dengan sebaik-baiknya.Untuk itu penulis mengharapkan saran dan masukan yang bersifat membangun demi menjadikan proposal ini semakin baik.

Medan, 4 februai 2015Peserta KP,

(Budi santoso)

DAFTAR ISILEMBAR JUDULLEMBAR PENGESAHANDAFTAR ISIDAFTAR TABELBab I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Masaalah1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian1.4.1. Maksud1.4.2. Tujuan1.3 Perumusan Masaalah1.4 Batasan masaalah

Bab II. LANDASAN TEORI2.1. Lumpur Bor 2.2. Fungsi lumpur2.3. Sifat-sifat fisik lumpur2.4. Sifat lumpur lainnya2.5. Sistem Sirkulasi2.5.1. sirkulasi lumpur pada rotary2.5.2. Fluida pemboran2.5.3. Mud Pump2.5.4. Prime mover2.6. Bit/ Mata bor

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN3.1. Metode Penelitian3.2. Diagram Alir penelitian

DAFTAR PUSTAKA

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangLumpur pemboran menurut API (American Petroleum Institute) didefinisikan sebagai fluida sirkulasi dalam operasi pemboran berputar yang memiliki banyak variasi fungsi, dimana merupakan salah satu factor yang berpengaruh terhadap optimalnya operasi pemboran. Oleh sebab itu sangat menentukan keberhasilan suatu operasi pemboran, karena kecepatan pemboran atau laju penembusan, efisiensi keselamatan kerja sangat tergantung pada kondisi lumpur pemboran yang digunakan dan secara tidak langsung juga mempengaruhi biaya operasi pemboran. Sirkulasi pemboran pada drilling sangat penting dan sangat menentukan keberhasilan dalam pemboran. Dengan di adakannya perhitungan dan pengontrolan lumpur pada sirkulasi maka dapat di ketahui perubahan yang terjadi dalam proses pemboran, yang memungkinkan terjadinya kehilangan tekanan maupun kelebihan tekenanKecepatan sirkulasi lumpur yang terlalu besar akan menyebabkan lumpur hilang ke formasi (lost circulation), sedangkan bila kecepatan sirkulasi Lumpur terlalu kecil akan menyebabkan terjadinya kick. Oleh sebab itu penulis mencari variasi dari beberpa kegiatan pemboran yang dilakukan dengan melakukan pengambilan data lapangan dan pengolahan nya berdasarkan keefektifan penembusan formasi.Variasi yang didapat diharapkan dapat digunakan untuk menentukan kecepatan sirkulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran dalam perencanaan suatu kegiatan pemboran. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan keseimbngan antara kecepatan sirkulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran dengan keefktifan penembusan formasi yang diperoleh.1.2 Maksud dan tujuan 1.2.1 Maksud Menganalisa pengaruh kecepatan sirkulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran.1.2.2 Tujuan Mendapatkan nilai variasi kesetimbangan kecepatan sirkulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran. Dapat diaplikasikan dalam kegiatan perencanaan pemboran sebagai refrensi untuk mencari efisiensinya.

1.3 Perumusan masalahUntuk lebih memfokuskan tujuan penelitian tersebut, maka penulis akan memvariasikan data hasil kegiatan pemboran dilapangan dan melakukan pengolahan data yang nantinya akan diplot dalam grafik berdasarkan : 1. Berapa densitas lumpur dari jenis lumpur yang digunakan ?2. Berapa kecepatan pompa sirkulasi lumpur ?3. Berapa laju penembusan formasi yang diperoleh?4. Berapa kecepatan mesin bor dari mata bit yang digunakan ?5. Bagaimana mencari variasi dari data yang diperoleh ?

1.4 Batasan masalahUntuk mendapatkan hasil penelitian yang baik dan terfokus maka dalam penulisan ini dibatasi pada permasalahn mencari variasi kesetimbang kecepatn sirkulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran.

BAB 11. DASAR TEORI

2.1. Lumpur BorFluida pemboran merupakan suatu campuran (liquid) dari beberapa unsur yang terdiri dari air (air tawar atau asin), minyak, tanah liat, bahan bahan kimia, gas, busa maupun detergen. Lumpur merupakan salah satu bagian terpenting dari sistem pemboran, atau lazim disebut darahnya pemboran yang berfungsi untuk membantu sistem pemutar dalam operasi pemboran sumur.2.1.1 Komposisi Lumpur PemboranKomposisi dari lumpur pemboran disusun dari berbagai bahan kimia yang masing-masing mempunyai fungsi secara individual, dan diharapkan saling bekerja secara sinergik untuk mendapatkan sifat-sifat lumpur yang di harapkan Bahan-bahan kimia penyusun lumpur tidak hanya berfungsi tunggal melainkan dapat berfungsi ganda. Fungsi pertama disebut primary fungtion sedangkan fungsi keduanya disebut secondary fungtion.Lumpur pemboran yang paling banyak digunakan adalah lumpur pemboran dengan bahan dasar air (water base mud) dimana air sebagai fasa cair kontinyu dan sebagai pelarut atau penahan materimateri didalam lumpur.Empat macam komposisi atau fasa yang umum digunakan di dalam lumpur pemboran adalah sebagai berikut :1. Fasa cair (air atau minyak)2. Reactive solids (padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid )3. Inert solids (zat padat yang tidak bereaksi)4. Fasa kimiaDari keempat komponen ini dicampurkan sedemikian rupa sehingga didapatkan lumpur pemboran yang sesuai dengan keadaan formasi yang ditembus.2.1.1.1Fasa CairFasa cair adalah komponen utama lumpur pemboran. Fungsi dari fasa cair adalah sebagai fasa dasar yang dapat menyebabkan lumpur dapat mengalir. Disamping itu bila bereaksi dengan reaktif solid akan membentuk koloid yang viscositasnya tertentu sehingga lumpur dapat mengangkat serpih bor. Fasa cair yang digunakan disesuaikan dengan kondisi lapangan dan kondisi formasi yang yang dibor. Fasa cair yang biasa digunakan adalah air tawar, air garam, minyak dan emulsi antara minyak dan air.2.1.1.2Reactive SolidsPadatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk membentuk koloidal. Dalam hal ini clay air tawar seperti bentonite mengisap (absorp) air tawar dan membentuk lumpur. Istilah yield digunakan untuk menyatakan jumlah barrel lumpur yang dapat dihasilkan dari satu ton clay agar viskositas lumpurnya 15 cp.Bentonite digunakan antara lain sebagai bahan dasar lumpur pemboran, pada dasarnya Bentonite dibuat dari bahan lempung ( clay ) yang besifat Na-Monntmorillonite dan Ca-Monntmorillonit. Na-Monntmorillonite sangat baik digunakan sebagai bahan dasar lumpur pemboran karena mampu mengembang ( Swelling ) sampai 8 kali jika direndam dalam air. Kemampuan mengembang yang cukup besar, akan membentuk suatu larutan dengan viscositas yang cukup besar, hal ini penting untuk membersihkan dasar lubang sumur dan juga membentuk suatu lapisan dinding yang elastic yang akan melindungi dinding lubang agar tidak runtuh. Bentonite merupakan gabungan lempung ( Clay ) yaitu kumpulan mineral dan bahan bahan seperti illit, kaolinit, siderite dan terbanyak adalah montmorillnite ( 85 90 % ) dan logam alkali tanah.Untuk salt water clay (attapulgite), swelling akan terjadi baik di air tawar atau di air asin dan karenanya digunakan untuk pemboran dengan salt water muds. Baik bentonite atau attapulgite akan memberikan kenaikan viskositas pada lumpur. Untuk oil base mud, viskositas dinaikkan dengan penaikan kadar air dan penggunaan asphalt.2.1.1.3Inert SolidsInert solid adalah padatan yang tidak bereaksi dengan air dan dengan komponen lainnya dalam lumpur, dimana material ini tidak tersuspensi. Fungsi utama dari material ini adalah berkaitan erat dengan densitas lumpur berguna untuk menambah berat ata berat jenis dari lumpur, yang tujuannya untuk menahan tekanan dari tekanan formasi dan tidak banyak pengaruhnya dengan sifat fisik lumpur yang lain. Material inert ini antara lain adalah barite atau barium sulfate (BaSO4), besi oxida (Fe2O3), calcite atau calsium sulfate (CaSO4) dan galena (PbS), dimana kebanyakan dari zat-zat ini berfungsi sebagai material pemberat.Inert solid dapat pula berasal dari formasi-formasi yang dibor dan terbawa oleh lumpur seperti chert, pasir atau clay-clay non swelling, padatan seperti ini bukan disengaja untuk menaikkan densitas lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin (dapat menyebabkan abrasi dan kerusakan pompa).Sebagai contoh yang umum digunakan sebagai inert solid dalam lumpur bor, adalah : Barite (BaSO4) Oksida Besi (Fe2O3) Kalsium Karbonat (CaCO3) Galena (PbS)2.1.1.4Fasa KimiaZat kimia merupakan bagian dari sistem yang digunakan untuk mengontrol sifat sifat lumpur misalnya menyebarkan partikel- partikel clay (disepertion), menggumpalkan partikel partikel clay (flocculation) yang akan berefek pada pengkoloidan partikel clay itu sendiri. Banyak sekali zat kimia yang dapat digunakan untuk menurunkan kekentalan, mengurangi water loss, mengontrol fasa kolid yang disebut dengan surface active agent.Zat kimia yang dapat menurunkan kekentalan dan mendispersi partikel clay biasa disebut thiner. Thiner yang dapat menurunkan kekentalan atau mengencerkan partikel clay diantaranya adalah :1. Quobracho (dispersant)2. Phosphate3. Sodium Tannate (kombinasi caustic soda dan tannium)4. Lignosulfonate5. LigniteSedangkan zat-zat yang dapat menaikkan kekentalan antara lain :1. C.M.C2. Starch3. DrispacZat-zat kimia tersebut diatas bereaksi dan mempengaruhi lingkungan sistem lumpur tersebut, misalnya dengan menetralisir muatan muatan listrik clay, menyebabkan dispertion dan lain sebagainya.2.1.2 Jenis-Jenis Lumpur Bor2.1.2.1. 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. 2.1.2.2. 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.2.1.2.3. Oil-In-Water Emultion Muds (Emultion 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).2.1.2.4. 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.2.1.2.5. 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.2.1.3. Sifat-Sifat Fisik LumpurKomposisi dan sifatsifat lumpur bor sangat berpengaruh terhadap operasi pemboran, perencanaan casing, drilling rate dan komplesi. Misalnya pada daerah batuan lunak, pengontrolan sifatsifat lumpur sangat diperlukan tetapi didaerah batuanbatuan keras sifatsifat ini tidak terlalu kritis, sehingga air biasapun kadangkadang dapat digunakan. Dengan ini dapat dikatakan bahwa sifatsifat geologi suatu daerah menentukan pula jenisjenis lumpur yang akan digunakan. Adapun sifatsifat lumpur pemboran tersebut adalah : densitas, viscositas, gel strength, filtration loss dan mud cake, kandungan padatan, kandungan minyak dalam lumpur serta kandungan hidrogen.2.1.3.1. Densitas Densitas lumpur yang dipilih biasanya serendah mungkin untuk mencapai laju pemboran yang optimum tetapi bisa menahan tekanan formasi. Selain itu densitas lumpur dijaga agar tidak melebihi gradien rekah formasi, karena bisa menyebabkan hilangnya lumpur pada bagian formasi yang rekah. Densitas lumpur pemboran dinyatakan dalam berat fluida pemboran per satuan volume dan biasanya diukur menggunakan mud balance dengan satuan ppg atau lb/ft3. Efek densitas lumpur terhadap laju pemboran terutama adalah adanya tekanan hidrostatik lumpur.Dengan adanya tekanan hidrostatik ini akan timbul selisih tekanan antara tekanan hidrostatik dengan tekanan formasi. Bila selisih tekanan ini besar, serbuk bor hasil pemboran akan sulit diangkat dari dasr lubang bor. Keadaan ini disebut chip hold down effect. Akibat dari keadaan ini, serbuk bor akan dibor ulang (regrinding/recutting) sehingga laju pemboran akan menurun. Tekanan hidrostatik lumpur dapat dinyatakan sebagai :Ph =0.052 x m x Ddimana :Ph = tekanan hidrostatik, psim = densitas lumpur pemboran, ppgD = tinggi kolom lumpur, ftDensitas dapat di bagi menjadi 3 bagian yaitu: EMW (Equivalent Mud Weight) yang artinya densitas yang berasal dari fluida formasi (statis), untuk mendapatkan densitas ini sebagai cerminan densitas lumpur. Densitas Lumpur yaitu densitas lumpur yang di rencanakan. ECD (Equivalent Circulation Density) yaitu densitas dari lumpur yang telah tersirkulasi. Dalam penggunaannya, kontrol terhadap densitas ini sangat penting, karena bila terlalu berat dapat menyebabkan hilang sirkulasi dan apabila terlalu ringan akan memyebabkan terjadinya kick dan semburan liar (blow-out). Berat jenis lumpur diukur secara periodik. Pengukuran adalah untuk lumpur yang mau dipompakan, sample diambil di suction tank.Pengukuran yang lain adalah lumpur yang kembali dari dalam lubang, sample diambil di flow line. Bila berat jenis yang keluar lebih kecil dari pengukuran sebelumnya, berarti sumur sudah well kick. Jadi sample lumpur yang diukur adalah : lumpur yang mau dipompakan (disirkulasikan ), densitas lumpur, lumpur yang keluar dari dalam lubang, ECD.Lumpur yang mau disirkulasikan perlu diukur agar berat jenis lumpur yang mau disirkulasikan sesuai dengan berat jenis lumpur yang direkomendasikan. Sedangkan Lumpur yang keluar dari dalam lubang perlu diukur untuk melihat perubahan harga berat jenis lumpur. Bila berat jenis lumpur yang keluar lebih kecil dari pengukuran sebelumnya berarti sudah terjadi well kick. Alat untuk mengukur berat jenis umpur adalah mud balance.2.1.3.2. Viskositas Viskositas lumpur memegang peranan dalam pengangkatan cuttings dari dasar lubang ke permukaan.Kalau viskositas lumpur rendah : Cutting tidak terangkat dengan sempurna yang artinya cutting akan terakumulasi di sekeliling rangkaian pemboran (drill collar). Sehingga rangkaian pemboran dapat terjepit Rate of penetration rendah (laju pemboran). Karena cuttings di bawah bit tidak cepat keluar, dan akibatnya cuttings dibor kembali.Viskositas lumpur yang keluar dari dalam lubang akan bertambah bila menembus batuan yang reactive solid, karena cuttings akan bereksi dengan air yang terdapat dalam lumpur. Misalnya clay yang bereaksi dengan air tawar akan menaikkan viskositas lumpur. Viskositas lumpur pemboran juga akan naik bila terkontaminasi oleh anhydrite dan gypsum. Selain dari itu viskositas lumpur pemboran akan naik pula bila terlalu banyak padatan yang tidak bereksi (inert solid) di dalamnya. Karena padatan-padatan ini terkurung di antara padatan-padatan yang bereaksi.Bila kenaikkan viskositas lumpur pemboran disebabkan oleh terlalu banyak padatan yang tidak bereksi didalamnya, viskositas lumpur dapat diturunkan dengan jalan menambahkan fasa cair ke dalamnya, misalkan dengan menambahkan air. Untuk lumpur minyak fasa cair yang ditambahkan adalah minyak. Akan tetapi bila kenaikan viskositas lumpur pemboran disebabkan terjadinya reaksi padatan yang reaktif dengan fasa cair atau terkontaminasi, maka untuk menurunkan viskositas adalah dengan menambahkan thinner. Kalau lumpur terlalu kental (viskositas tinggi), akan mengakibatkan :1. Sulit untuk melepaskan/memisahkan cuttings yang halus di permukaan. Cuttings yang lolos dari shale shaker tidak bisa mengendap dalam settling tank.2. Berat jenis lumpur akan bertambah, cutting yang inert solid dapat menaikkan berat jenis Lumpur.3. Peralatan sirkulasi lumpur akan terkikis, cuttings yang berupa abrasive solid dapat mengikis peralatan sirkulasi lumpur.4. Kerja pompa akan bertambah berat, viskositas yang tinggi akan menyebabkan pressure loss tinggi, sehingga tenaga untuk mensirkulasikan Lumpur menjadi tinggi.5. Mengundang terjadi swab effect saat mencabut rangkaian pemboran dari dasar lubang. Dengan viskositas Lumpur tinggi Lumpur yang berada di atas bit terlambat turun ke bawah bit. Ruang di bawah bit akan vakum, dan fluida formasi akan terisap masuk lubang, Sehingga terjadi well kick. Untuk menurunkan viskositas lumpur ditambahkan thinner.Mengingat viskositas Lumpur pemboran yang terlalu rendah, maupun yang terlalu tinggi menimbulkan masalah, maka viskositas Lumpur harus diukur secara periodik. Lumpur yang diukur adalah yang akan masuk ke dalam lubang dan yang kembali dari dalam lubang.Viskositas lumpur diukur dengan : Marsh Funnel, Fann VG Meter (Viscosimeter ).2.1.3.3. Filtration Loss dan Mud CakeFiltration loss merupakan kehilangan sebagian dari fasa cair (air filtrat) lumpur pemboran karena masuk ke dalam formasi permeabel, sedangkan fasa padat akan tersaring di muka lapisan membentuk lapisan yang disebut dengan mud cake, yang berfungsi juga sebagai penguat dinding lubang bor, sehingga tidak mudah runtuh. Naiknya filtration loss akan dapat melunakkan batuan formasi dan menurunkan compressive strength batuan. Oleh karena itu makin besar harga filtration loss akan semakin besar laju pemboran. Akan tetapi pada beberapa daerah, harga filtration loss tidak boleh terlalu tinggi untuk mencegah gugurnya lubang bor, .teruitama pada daerah formasi shale. Selain itu pemboran dengan filtration loss yang besar dapat menyebabkan menebalnya mud cake yang dapat menyebabkan terjepitnya pipa bor dan filtratnya dapat menyusup ke dalam formasi yang bisa menyebabkan formation damage atau kerusakan formasi. Kerusakan itu dapat berupa pengembangan clay, penyumbatan porositas di sekitar lubang bor ataupun penurunan permeabilitas efektif minyak. Maka dari itu filtration loss yang diinginkan adalah yang mempunyai keseimbangan, yaitu dapat memberikan laju pemboran yang maksimum tanpa menyebabkan problem gugur lubang bor. Filtration loss diukur dengan menggunakan standard filterpress. Additive yang biasa dipakai untuk mengurangi filtration loss pada lumpur antara lain : bentonite, emulsified oil, dispersant, CMC dan starch.2.1.3.4. Kandungan Padatan (solid Content)Solid content adalah kandungan padatan di dalam lumpur pemboran. Padatan tidak boleh terlalu banyak yang terkandung di dalam lumpur pemboran karena dapat menimbulkan masalah masalah di dalam pemboran. Kandungan padatan yang baik di dalam lumpur sekitar 8% - 12% volume lumpur. Untuk menentukan kandungan padatan di dalam lumpur digunakan alat Mud Retort.2.1.3.5. Kandungan Minyak (Oil Content)Kandungan minyak adalah banyaknya minyak yang terkandung dalam lumpur emulsi dimana air sebagai bahan dasarnya. Lumpur emulsi yang baik adalah lumpur dengan kadar minyak optimum lebih kurang sebesar 15% 20% kadar minyak dalam lumpur emulsi mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap laju pemboran. Hal ini terutama karena minyak akan memberikan pelumasan sehingga pahat lebih awet, mengurangi pembesaran lubang bor dan mengurangi penggesekan pipa bor dengan formasi serta mengurangi kemungkinan terjadinya jepitan terhadap pahat. Akan tetapi setelah melewati kandungan minyak optimum tersebut, kenaikan kadar minyak akan menyebabkan penurunan laju pemboran, hal ini dikarenakan slip dari bit pada batuan formasi yang menjadi lebih licin. 2.1.3.6. PH lumpur borPH dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan keasaman dari lumpur yang dip akai, berkisar antara 9 12. Jadi lumpur pemboran yang digunakan adalah suasana basa. Jika lumpur yang digunakan dalam suasana asam maka serbuk bor yang keluar dari lubang bor akan halus dan hancur, sehingga tidak dapat ditentukan batuan apa yang ditembus oleh mata bor selain itu peralatan yang dilalui oleh lumpur saat sedang sirkulasi atau tidak akan mudah berkarat. Kalau lumpur bor terlalu basa terlalu basa juga tidak baik karena dapat menaikkan kekentalan dan gel strength dari lumpur.2.1.3.7. Kadar pasir (Sand Content)Yang dimaksud dengan Sand content adalah besarnya kadar pasir di dalam lumpur bor. Kadar pasir harus seminimal mungkin untuk mengurangi sifat abrasive. Pasir tidak boleh terlalu banyak dalam lumpur bor, karena dapat merusakan peralatan yang dilalui pada saat sirkulasi dan akan menaikkan berat jenis dari lumpur bor itu sendiri. Maksimal kadar pasir di dalam lumpur bor yang diperbolehkan adalah 2% volume.2.1.3.8. Kadar garam (CI content)Kadar garam berhubungan langsung dengan besarnya ion chloride yang terkandung di dalam lumpur bor. Kontaminasi ion chloride ini mungkin berasal dari air formasi. Kandungan Cl- ditentukan untuk mengetahui kadar garam dari lumpur akan mempengaruhi interpretasi logging listrik atau tidak. Kadar garam yang besar akan menyebabkan daya hantarnya besar pula. Pembacaan resestivity dari cairan formasi akan terpengaruh.

2.1.4 Fungsi lumpurLumpur (mud) merupakan penunjang yang paling utama dari operasi pemboran dan mempunyai fungsi. Lumpur dapat menanggulangi masalah - masalah yang ada sekaligus juga menimbulkan masalah dalam operasi pemboran. Fungsi lumpur pemboran, antara lain:

2.1.4.1 Mendinginkan dan melumasi pahatKarena adanya gesekan pada putaran pahat (bit) pada formasi dan rangkaian maka akan timbul panas. Disaat inilah peran dari lumpur pemboran, panas yang timbul akan diserap secara konduksi sehingga gesekan dan panas akan berkurang.2.1.4.2 Mengangkat cutting ke permukaanSerbuk bor (Cutting) cenderung tidak terbawa oleh aliran lumpur karena adanya beda tekanan, sehingga cutting akan bertumpuk pada dasar lubang. Pencegahannya adalah mengurangi perbedaan tekanan yang terlalu tinggi dan aliran lumpur yang merata ke seluruh lubang bor sehingga serbuk bor dapat terangkat ke permukaan bersama dengan lumpur. Sifat dasar lumpur juga tidak kalah penting dalam proses pengangkatan serbuk bor, berat jenis (densitas) dan kekentalan (viskositas) harus dikendalikan sehingga dapat mengangkat serbuk bor dengan sempurna. 2.1.4.3 Membersihkan dasar lubangLumpur mengalir melalui pipa pemboran masuk ke pahat dan keluar melalui nozzle menimbulkan daya sembur yang sangat kuat sehingga dasar lubang bersih dari serbuk bor. Dalam fungsi ini sangat dibutuhkan perhitungan gpm pompa dan kekuatan formasi.2.1.4.4. Mengontrol tekanan formasiMengontrol tekanan formasi merupakan hal yang sangat penting dalam operasi pemboran untuk mencegah terjadinya semburan liar (blow out) atau lost circulation. Blow out adalah berat lumpur lebih kecil dari tekanan formasi yang ada. Lost Circulation adalah kondisi dimana berat lumpur terlalu besar dari tekanan formasi sehingga lumpur masuk ke dalam formasi.2.1.4.5. Menahan serbuk bor dan material pemberat saat sirkulasidihentikanKemampuan lumpur bor untuk menahan atau mengapungkan serbuk bor saat tidak ada sirkulasi tergantung pada gel strength-nya. Fungsi ini sangat dibutuhkan untuk mencegah menumpuknya serbuk bor di anulus yang akan menyebabkan rangkaian terjepit.2.1.4.6. Menghantar daya hidrolika ke pahatLumpur adalah media untuk menghantarkan daya hidrolika dari permukaan ke dasar lubang. Daya hidrolika lumpur harus ditentukan dalam membuat progam pengeboran sehingga laju sirkulasi dan tekanan permukaan menjadi balance sehingga dapat membersihkan lubang dan mengangkat serbuk bor.2.1.4.7. Mencegah terjadinya caving dan kontaminasi pada formasiTerjadinya kontaminasi pada formasi akan mempersulit operasi pemboran. Untuk itu sangat dihindari menggunakan lumpur yang tidak bereaksi dengan formasi. Terutama untuk formasi yang mempunyai pemeabilitas 100 150md. Caving terjadi pada formasi shale yang mudah menghidrasi.2.1.4.8. Mencegah dan menghambat laju korosiGas CO2 dan H2S yang terkandung dalam formasi akan menaikan laju korosi pada peralatan pemboran dibawah permukaan. Untuk mengurangi terlarutnya gas gas tersebut harus menjaga PH lumpur. Zat pengikat oksigen (oxygen scavenger) atau zat penghambat kerak (scale inhibitor) dapat menjadi solusi untuk menghambat laju korosi.2.1.4.9. Melindungi dinding lubang borLumpur akan membuat mud cake atau lapisan padat dan tipis di permukaan formasi yang permeable. Pembentukan mud cake akan mengakibatkan aliran fulida menuju formasi tertahan. Cairan yang masuk ke formasi disebut filtrate. Mud cake diharapkan adalah tipis dan padat dengan demikian lubang bor tidak menyempit.2.2. SISTEM SIRKULASI Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistem pemboran, sehingga lumpur bor mampu mengoptimalkan fungsinya.Peralatan ini mengalirkan lumpur pemboran dari peralatan sirkulasi turun ke rangkaian pipa bor dan naik ke anulus membawa serbuk bor (cutting) menuju conditioning area. Sebelum masuk ke mud pit untuk di sirkulasi kembali. Jika lumpur yang digunakan mengandung material koloid yang cukup. Maka kesulitan yang terjadi disuatu pemboran relatif kecil tetapi bila sebaliknya lumpur yang mengandung koloid yang rendah dan kadar padatan yang tinggi akan membentuk mud cake yang tebal pada dinding lubang bor kerak yang tebal ini akan membatasi gerak peralatan dan menyebabkan gangguan gerakan filtrat masuk ke formasi dan hal ini menyebabkan terganggunya operasi pemboran.

2.2.1 Sirkulasi Lumpur Pada rotary Pemilihan pompa untuk keperluan pemboran harus tepat dan se-ekonomis mungkin. Konsumsi energi pompa di dalam suatu kerja pemboran sekitar 70 s/d 80 % dari seluruh tenaga yang diperlukan. Oleh karena itu untuk suatu program pemboran pompa lumpur harus sanggup memberikan kecepatan lumpur untuk mengangkat cutting sekitar 30-65 m/menit di dalam praktek di usahakan agar aliran sirkulasi lumpur turbulent di dalam pipa dan laminer di dalam anulus, aliran diatur sedemikian rupa agar dapat melarutkan mud cake.2.2.2 Fluida pemboranFluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. Di lapangan fluida dikenal sebagai "lumpur" (mud). Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran.2.2.3 Mud PumpSuatu instalasi pengeboran pompa mempunya tugas yang sangat berat, umumnya digunakan dua tipe saja, Pompa Piston dan Pompa Lunger. Yang paling umum diguanakan Pompa Piston dengan kerja ganda dan tiga ganda (duplek / triplek). Funggsi pompa lumpur adalah untuk mengsirkulasikan lumpur pada tekanan dan volume yang diinginkan .Pompa pistom mempunyai keunggulan sebagai berikut:1. Dapat dilalui fluida yang mengandung kadar solit tinggia dan abrasive. 2. Ruang kelepnya dapat dilalui oleh padatan berukuran besar.3. Kerja dan pemeliharaannya mudah, penggantian linier dan piston dapat dikerjakan dengan cepet di lapangan.4. Dengan menggunakan linier dan piston yang berbeda-beda didapat range volume dan tekanan yang besar.Oleh karena tugas pompa yang saat berlangsung maka pompa ini perlu mempunyai syarat-sayarat sebagai berikut:1. Dibuat dari bahan yang bermutu tinggi dan dikonstruksikan secara kaku yang tahan terhadap tekanan yang tinggi dan terhadap cairan yang tajam.2. Dilengkapi dengan perlengkapan yang tahan bocor.3. Berkapasitas besar yang dapat berputar cepat.4. Bagian-bagiannya dapat dibongkar / pasangg untuk pemeliharaan dan perbaikan dengan cepat dan mudah.Pompa lumpur pada umumnya dapat terdiri dari dua bagian yang terbesar:1. Power end / gear box (sisi pengggerak).2. Water and / pompa (sisi cairan).Dalam pengeboran, pompa dapat digunakan bersamaan lebih dari satu yang disambung secara paralel atau seri. Untuk pemboran dangkal paralel lebih umum karena tekanan sirkulasi tidak begitu besar sedangkan rate sirkulasi harus besar. Sebaliknya pompa seri pada pemboran dalam karena preasure lost besar. Pada umumnya pompa dinyatakaan dalam HP yang didefenisikan sebagaai berikut.HP= Dimana :D = Diameter Linier InchS = Panjang Strok Inchn = RPM p = Tekanan Luar PSIQ = 0,00679 SN ( 2D2 d2 ) EDimana :Q = Volume Lumpur GPMd = Diameter Rod InchE = Eff Volumetris ump. Diambil 90% u/power.2.3 Bit / mata bor Mata bor merupakan salah satu komponen dalam pemboran yang digunakan khususnya sebagai alat pembuat lubang (hole making tool). Gaya yang bekerja pada bit agar bit dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan secara garis besar terbagi atas dua macam, yaitu gaya dorong dan gaya putar.

Gambar 2.1 Jenis mata borKeekfetifan penetrasi yang dilakukan pada pemboran tergantung pada kedua gaya jenis ini. Gaya dorong dapat dihasilkan melalui tumbukan yang dilakukan pada pemboran tumbuk, pemuatan bit, tekanan dibawah permukaan. Gaya putar dapat dihasilakan pada mekanisme pemboran putar dengan bantuan mesin putar mekanik yang dapat memutar bit (setelah ditransmisikan oleh stang bor) dan dengan bantuan gaya dorong statik mengabrasi batuan yang ditembus. Gaya dorong yang bersifat statik yang secara tidak langsung turut menunjang gaya- gaya tersebut diatas misalnya berat dari stang bor dan berat rig.Faktor- faktor yang harus diperhatiakan dalam pemilihan bit yaitu:1. Ukuran dan bentuk mata bor2. Ukuran gigi mata bor3. Berat mata bor4. Kekerasan matriks.Adapun beberapa jenis mata bor diantaranya :1. Mata bor rotasi ; mata bor pisau, air coring bits, roller bits2. Mata bor tumbuk ; cross bit, button bit, chisel bit3. Mata bor auger ; tipe kelly, tipe auger4. Mata bor pada pengeboran kabel ; mata bor tabung, mata bor chisel5. Mata bor intan ; mata bor formasi lunak, surface set bits, impregnated bits

BAB III METODOLOGI PENELITIAN3.1 Metodologi PenelitianMetodologi Penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :1. Studi LiteraturMelakukan studi literature berdasarkan buku-buku tentang pemboran dan juga searching melalui jaringan interne yang dilakukan di kampus Institute Teknologi Medan (ITM).2. Survei LapanganSurvei lapangan dilakukan dengan cara meninjau lapangan untuk melakukanpengamatan langsung terhadap kondisi lapangan yang ada.3. Pengumpulan Dataa. Data-data kegitan pemboranb. Peta development dan produksi yang akan dilakukan kegitan pemboranc. Data Spesifikasi Alatd. Pengelompokan Data4. Pengolahan data Pada kegitan pengolahan data dilakukan perhitungan untuk mencari nilai variasi keceptan sirkulasi terhadap kecepatan pemboran dengan keefektifan penembusan formasi yang diperoleh dan dilihat bedasarkan pembacaan grafik.5. Hasil yang diinginkanMenentukan nilai kesetimbangan kecepatan sirkulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran dengan keefektifan penembusan formasi.

3.2 Diagram alir penelitian1.1. Diagram Alir PenelitianDiagram alir penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.1.

Variasi kesetimbangan kecepatan srikulasi dan densitas lumpur terhadap kecepatan pemboran

Study literature

Pengambilan data lapanganData spesifikasi alatLaju penembusan formasiDensitas lumpur

Pengolahan dataFlod grafik ks/kb=pf

Analisa

Pembahsan

Mendapatkan nilai variasi kesetimbangan kecepatan sirkulasi terhadap kecepatan pemboran dengan keefektifan penembusan formasi

Kesimpulan

Selesai

Gambar 3.1. Diagram Alir Pelaksanaan Perancangan