Modul Praktikum Analisa Lumpur Pemboran

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

PENDAHULUAN

Lumpur pengeboran mempunyai fungsi utama yaitu untuk menahan tekanan hidrostatik dari fluida formasi. Namun selain itu fluida pengeboran memiliki  beberapa fungsi yang lain seperti: 1. Mengangkat cutting ke permukaan. 2. Menahan Dinding Lubang bor. 3. Menahan Sebagian Berat Drillstring & Casing. 4. Sebagai Tenaga Pengerak motor. 5. Menahan cutting selama sirkulasi dihentikan. 6. Mendinginkan dan melumasi bit dan drillstring.

Komposisi dari lumpur pengeboran harus diatur agar lumpur pengeboran bisa  berfungsi seperti disebutkan di atas. Untuk itu desain dan analisa lumpur  pengeboran merupakan hal yang yang penting dalam operasi pengeboran Secara umum lumpur pengeboran mempunyai tiga komponen atau fasa:

a. Komponen Cair (Air atau Minyak).  b. Komponen Padatan Kompenen Padatan terbagi menjadi dua macam yaitu:  Reaktif Solids, Solids, yaitu padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid ( Clay) Clay) dan  Inert Solids (zat Solids (zat padat yang tak bereaksi). c. Komponen Additive Komponen Additive.. Komponen additive pada lumpur pengeboran bisa dikategorikan sebagai weighting

agents,

Fluid-Loss-Control

Additives,

Thinners

or

Dispersant, Lost-Circulation Materials, Surfactants or Surface-Active Agents dan sebagainya.

Komponen  –   komponen yang terkandung dalam komposisi lumpur pengeboran harus disesuaikan dengan fungsi yang ingin dicapai dan kondisi lingkungan  pengeboran serta biaya operasi pengeboran.

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Desain dan Analisa lumpur pengeboran merupakan kemampuan yang harus dimiliki oleh seorang lulusan Teknik Perminyakan. Oleh karena itu “ Laboratorium Analisa Lumpur Pengeboran Jurusan Teknik Perminyakan Universitas Pertamina” memberikan beberapa percobaan dasar mengenai lumpur pengeboran yang meliputi  beberapa praktikum, antara lain: 1. Pengukuran Densitas 2.

Pengukuram Sand Content

3. Pengukuran Viskositas 4. Penentuan Filtrasi Untuk Mud Cake 5. Analisa Kimia Lumpur Bor Dengan melakukan percobaan dasar lumpur pengeboran ini diharapkan mahasiswa memiliki kemampuan dasar mengenai desain dan Analisa lumpur pengeboran dan mendukung pemahaman mahasiswa terhadap materi lumpur pengeboran pad akelas Teknik Pengeboran I.

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Lumpur pemboran

Fasa Cair

Fasa solid

Oil : Oil Base Mud  hampir 90% mengandung Oil

Air : Fresh Water & Sea Water  hampi 70% mengandung air 

Fasa Kimia

Reactive Solid

Inner Solid

Merupakan padatan yang  bereaksi dengan air membentuk koloid (clay), dimana bentonite menghisap air tawar dan membentuk lumpur.

Merupakan komponen  padatan dari lumpur yang tidak bereaksi dengan zatzat cair lumpur bor. Digunakan untuk menaikan densitas lumpur  pemboran.

Material tambahan yang  berfungsi mengontrol dan memperbaiki sifat-sifat lumpur agar sesuai dengan keadaan formasi yang dihadapi selama operasi  pemboran

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Lumpur Pemboran

Fungsi Lumpur Pemboran

1. Mengangkat cutting ke permukaan

Sifat Fisik Lumpur Pemboran 1. Densitas Perbandingan berat per unit volume lumpur.

2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string

2. Viscositas Tahanan lumpur pemboran untuk mengalir  saat dipompakan.

3. Memberi dinding pada lubang bor dengan Mud cake

3. Gel strength Gaya mengagar dari lumpur saat sirkulasi dihentikan (Statik)

4. Mengontrol tekanan formasi

4. Yield Point Sifat mengagar yang menunjukan  besarnya tekanan minimal yang harus diberikan kepada fluida agar fluida tersebut dapat bergerak 

5. Menahan Cutting pada saat sirkulasi lumpur dihentikan sementara 6. Menahan sebagian berat Drill string 7. Media Logging

5. Filtration Loss Kehilangan sebagian dari fasa cair dari lumpur masuk kedalam formasi yang permeable.

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Lumpur Pemboran

Sifat Fisik Lumpur Pemboran

Fungsi Lumpur Pemboran

1. Densitas Perbandingan berat per unit volume lumpur.

1. Mengangkat cutting ke permukaan 2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string

2. Viscositas Tahanan lumpur pemboran untuk mengalir  saat dipompakan.

3. Memberi dinding pada lubang bor dengan Mud cake

3. Gel strength Gaya mengagar dari lumpur saat sirkulasi dihentikan (Statik)

4. Mengontrol tekanan formasi

4. Yield Point Sifat mengagar yang menunjukan  besarnya tekanan minimal yang harus diberikan kepada fluida agar fluida tersebut dapat bergerak 

5. Menahan Cutting pada saat sirkulasi lumpur dihentikan sementara

5. Filtration Loss Kehilangan sebagian dari fasa cair dari lumpur masuk kedalam formasi yang permeable.

6. Menahan sebagian berat Drill string 7. Media Logging

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Analisa Lumpur Pemboran

PENGUKURAN DENSITAS PADA LUMPUR PEMBORAN

PENGUKURAN SAND CONTENT  PADA LUMPUR PEMBORAN

PENGUKURAN VISCOSITAS

PENENTUAN FILTRASI UNTUK MUD CAK E

ANALISA KIMIA LUMPUR PEMBORAN

Alat

1. Mud Balance 2. Mud Mixer  3. Gelas Ukur 4. Timbangan Digital

Alat

Alat

Alat

1. Mud Mixer 

1. Marsh Funnel.

1. Filter Press

2. Sand Content set

2. Timbangan.

3. Gelas Ukur

3. Gelas Ukur

4. Timbangan Digital

4. Mud Mixer.

5. Filter Paper 

4. Cup Mud Funnel.

6. Jangka Sorong

2. Mud mixer  3. Stop Watch 4. Gelas ukur

7. CO2 Catridge

Alat 1. Labu titrasi 2. Buret mikro 3. Pengaduk  4. Pipet 5. pH meter  6. Mud mixer 

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Analisa Lumpur Pemboran

PENGUKURAN DENSITAS PADA LUMPUR PEMBORAN

PENGUKURAN SAND CONTENT  PADA LUMPUR PEMBORAN

PENGUKURAN VISCOSITAS

PENENTUAN FILTRASI UNTUK MUD CAK E

ANALISA KIMIA LUMPUR PEMBORAN

Alat

1. Mud Balance 2. Mud Mixer  3. Gelas Ukur 4. Timbangan Digital

Alat

Alat

Alat

1. Mud Mixer 

1. Marsh Funnel.

1. Filter Press

2. Sand Content set

2. Timbangan.

3. Gelas Ukur

3. Gelas Ukur

4. Timbangan Digital

4. Mud Mixer.

5. Filter Paper 

4. Cup Mud Funnel.

6. Jangka Sorong

2. Mud mixer  3. Stop Watch 4. Gelas ukur

7. CO2 Catridge

Alat 1. Labu titrasi 2. Buret mikro 3. Pengaduk  4. Pipet 5. pH meter  6. Mud mixer 

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

PERCOBAAN I PENGUKURAN DENSITAS PADA LUMPUR PENGEBORAN

1.

Tujuan Percobaan

a. Menentukan densitas dari lumpur pengeboran dengan menggunakan alat  Mud Balance.

2.

Teori Dasar 2.1. Densitas lumpur

Densitas lumpur pengeboran merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting, karena peranannya sebagai penahan tekanan formasi. Untuk kondisi “overbalance drilling” densitas lumpur harus bisa memberikan tekanan yang lebih besar daripada tekanan dari fluida di reservoir untuk mencegah terjadinya masuknya fluida formasi ke lubang sumur. Namun

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

PERCOBAAN I PENGUKURAN DENSITAS PADA LUMPUR PENGEBORAN

1.

Tujuan Percobaan

a. Menentukan densitas dari lumpur pengeboran dengan menggunakan alat  Mud Balance.

2.

Teori Dasar 2.1. Densitas lumpur

Densitas lumpur pengeboran merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting, karena peranannya sebagai penahan tekanan formasi. Untuk kondisi “overbalance drilling” densitas lumpur harus bisa memberikan tekanan yang lebih besar daripada tekanan dari fluida di reservoir untuk mencegah terjadinya masuknya fluida formasi ke lubang sumur. Namun densitas lumpur bor yang terlalu besar dan melebihi tekanan rekah formasi akan menyebabkan formasi tersebut menjadi rekah dan menyebabkan lumpur hilang ke formasi. Densitas lumpur di lapangan biasanya diukur dengan menggunakan satuan ppg ( Pound  per gallon). Barium sulfate (BaSO4) merupakan additive yang biasa digunakan sebagai weighting additive. Barite adalah mineral padat yang terdiri dari barium sulfat. Namun ada beberapa jenis additive lainnya yang bisa digunakan sebagai weighting additive seperti siderite (3.08 g/cm3), calcium carbonate, hematite, ilmetite, and galena. Pada percobaan ini barite akan digunakan sebagai weighting additive.

1. Rumus densitas: ρ=

M V

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

2. Rumus densitas untuk campuran lumpur pengeboran:

Mn = M1 + M2+…. Vn = V1 + V2+…… ρn =

Mn Vn

3. Untuk meningkatkan densitas lumpur awal a. Massa barite yang dibutuhkan, M (lb/bbl) M = 1491

 (−1) (35.5−)

Dimana : M = Massa Barite yang dibutuhkan (lb barite/bbllumpur ) Mn = Masa akhir V3 = Volume akhir ρ1 = Densitas Lumpur awal ρn = Densitas Lumpur akhir 3.

Alat dan Bahan 3.1. Alat

1.  Mud Balance 2.  Mud Mixer  3. Gelas Ukur 4. Timbangan Digital 3.2. Bahan

1. Bentonite 2. Aquadest 3. Additif

Gambar 1.1 Mud Balance

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

4. Prosedur Percobaan

1. Mengkalibrasi peralatan Mud Balance sebagai berikut: a. Membersihkan peralatan Mud Balance.  b. Mengisi cup dengan air hingga penuh, lalu menutup dan membersihkan bagian luarnya. Mengeringkan dengan kertas tissue. c. Meletakkan kembali Mud Balance pada kedudukannya semula. d. Menempatkan Rider pada skala 8,33 ppg (densitas air). e. Mengecek pada level glass, bila tidak seimbang, atur Calibration Screw sampai seimbang. 2. Menimbang beberapa zat yang digunakan, sesuai petunjuk asisten. 3. Menakar air 350 cc dan mencampur dengan 10 gr betonite. Caranya memasukkan air ke dalam benjana, lalu memasang pada Mud Mixer  dan memasukkan bentonite sedikit demi sedikit setelah Mud Mixer  dijalankan, selang beberapa menit setelah dicampurkan, mengambil  benjana dan mengisi cup  Mud Balance dengan lumpur yang telah dibuat. 4. Menutup cup dan lumpur yang melekat pada dinding bagian luar dan menutup cup membersihkan sampai bersih. 5. Meletakkan balance arm pada kedudukannya semula, lalu mengatur rider hingga seimbang. Membaca densitas yang ditunjukkan oleh skala. 6. Mengulangi Langkah 5 untuk komposisi fluida pengeboran yang diberikan oleh asisten.

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

PERCOBAAN II PENGUKURAN SA ND CON TE NT  PADA LUMPUR PENGEBORAN

1.

Tujuan Percobaan

a. Mengukur kadar pasir atau  sand content   (%) yang terkandung dalam lumpur pengeboran.

2.

Teori Dasar

Lumpur pengeboran yang kembali ke permukaan dari lubang sumur akan mengandung partikel solid seperti pasir, silt ataupun colloidal. Untuk itu dalam circulating system yang ada pada rig biasanya dipasang alat –  alat yang  bisa menyaring kandungan solid tersebut seperti: 1. Shale Shaker   yang berfungsi menbersihkan lumpur dari serpihanserpihan atau Cutting  yang berukuran besar. 2.  Desander  yang berfungsi untuk membersihkan lumpur dari partikel partikel padatan yang berukuran kecil yang bisa lolos dari shale shaker. 3.  Desiliter yang  berfungsi membersihkan lumpur dari partikel partikel yand berukuran lebih kecil.

Kandungan pasir pada lumpur pengeboran perlu dikontrol karena andungan pasir yang terlalu besar pada lumpur pengeboran bisa mengakibatkan bertambahnya densitas lumpur dan bisa menimbulkan kerusakan pada pompa akibat beban pompa yang terlalu berat. Untuk itu  persentase dari kandungan pasir pada lumpur pengeboran harus diukur secara  berkala pada saat operasi pengeboran dilakukan menggunakan mesh shieve dan graduated tube (sand content sete). Dengan menggunakan alat sand content set kita bisa mengukur volume dari pasir yang terkandung dalam

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

lumpur dan menghitung persentase dari pasir tersebut. Kandungan pasir (Sand Content ) pada lumpur pengeboran bisa dihitung dengan menggunakan rumus: n=

V  s V m

dimana :

3.

n

= kandungan pasir %

Vs

= volume pasir dalam lumpur

Vm

= volume lumpur

Alat dan Bahan 3.1. Alat

1.  Mud Mixer  2. Sand Content  set 3.

Gelas Ukur

4.

Timbangan Digital

3.2. Bahan

1. Bentonite 2. Aquadest 3. Pasir 4. Bahan-bahan Additif

x 100 %

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

Gambar 2.1 Sand Content Set  4. Prosedur Percobaan

1. Isi tabung pengukur sampai garis yang diberi label "Mud to Here", lalu gunakan botol cuci untuk menambahkan air jernih (atau diesel jika menggunakan oil based mud) ke garis yang diberi label "Water to Here". Tutup mulut tabung dengan ibu jari dan kocok dengan kencang. 2. Tuangkan campuran di dalam tabung melalui saringan. Lanjutkan menambahkan cairan botol ke tabung, goyang, dan tuangkan isinya melalui saringan sampai semua lumpur pengeboran telah bersih dari tabung. Jangan diaduk atau secara paksa mendorong campuran melalui saringan. Mengetuk sisi samping dari penahan saringan ketika cairan pengeboran yang diencerkan ditambahkan akan membantu campuran melewati saringan. 3. Siram saringan dengan cairan dari botol cuci untuk membersihkan sisa lumpur pengeboran dan partikel serpih sampai semua yang tersisa di saringan adalah pasir. 4.

Sesuaikan ujung besar corong di atas penahan saringan dan perlahan-lahan membalikkan unit saringan dan saluran, paskan ujung corong ke mulut tabung pengukur gelas.

5.

Dengan menggunakan semprotan cairan halus dari botol cuci, cuci pasir dari balik layar melalui corong ke tabung pengukur gelas, dan biarkan pasir mengendap.

Praktikum Analisa Lumpur Pengeboran Tahun Ajaran 2017/2018

6.

Perhatikan jumlah pasir yang telah mengendap dan dengan menggunakan skala di bagian luar tabung, tentukan persentase total volume pasir yang mengendap. Laporkan nilai ini pada Laporan Cairan Pengeboran sebagai  pasir "% dengan Volume".

7. Jika padatan kasar atau kehilangan bahan peredaman lainnya ditahan di saringan, laporkan adanya materi ini pada Laporan Cairan Pengeboran.