Bahan Pembuat Oil Base Mud

B. Hydrasi Osmotis

X- Ray Diffraction Shale 7)

3.5. Sistem Lumpur Pemboran Oil Base Mud

3.5.1. Bahan Pembuat Oil Base Mud

10-15% 2-5%

Semakin rendah tingkat aromatiknya, maka semakin kecil tingkat keracunannya terhadap lingkungan. Sedangkan air sebagai bahan yang teremulsi dan kadar air yang teremulsi dan kadar air yang digunakan dalam lumpur tergantung berat jenis yang dipakai.

3.5.1. Bahan Pembuat Oil Base Mud

Pada sumur minyak KT-AEO mengunakan Sintetic Oil Base Mud (SOBM). SOBM merupakan Lumpur pemboran yang berbahan dasar saraline, minyak dasar dengan prosentase aromatic 0,1%. Dengan kondisi tersebut, tingkat toxity SOBM sangat rendah sehingga ramah lingkungan. Sebagai pembanding, prosentase aromatic minyak diesel sekitar 35%.

Selain saraline sebagai bahan dasar pembuatan Lumpur, maka ada beberapa material pendukung, antara lain :

 Emulsifier : - Primary (carbo-tec) - Secondary (carbo-mul)  Filtrate Reducer (carbo-trol)

 Viscosifier (carbo-gel)

 Build Up Spacer (black magic)  Conditioner (surf-cote)

Pada umumnya pembuatan SOBM dilakukan disuatu tempat dan peralatan tertentu yang disebut LMP (Liquid Mud Plant). LMP dapat juga berfungsi sebagai tempat daur ulang SOBM yang sudah terpakai atau kembali dari Rig, dan kemudian Lumpur SOBM yang sudah dibersihakn dapat digunakan kembali ke lokasi berikutnya.

 Emulsifier

Emulsi adalah suatu campuran dari dua cairan dimana satu cairan yang lebih sedikit tidak melarut di dalam cairan lain yang lebih banyak, tetapi tersebar merata dan merupakan butiran-butiran halus (droplets). Ada dua jenis emulsi, yaitu emulsi minyak dalam air dan emulsi air dalam minyak.

Sistem emulsi minyak dalam air biasanya di jumpai dalam lumpur emulsi (emulsion mud), biasanya fasa air berjumlah 60% atau lebih. Jumlah ini tidak pasti benar karena dalam kondisi tertentu emulsi minyak dalam air dapat dibuat dengan 20 % air.

Sistem emulsi air dalam minyak juga disebut emulsi inversi (inverted emulsion), seperti umumnya lumpur dasar minyak. Dan untuk menjaga agar air tetap berujud droplets, ke dalam lumpur minyak ditambahkan emulsifier.

Carbo-tec adalah campuran emulsifier yang digunakan untuk Binding Up (mengikat) air ke dalam minyak sehingga terbentuk dan terjaga kestabilan lumpur selama operasi pemboran berlangsung. Carbo-tec merupakan komponen dasar dari sistem Oil Base Mud, pengemulsian dan kestabilan lumpur tergantung dari jumlah konsentrasi yang dipakai dari Carbo-tec.

Carbo-mul (Partial Amide of Polymide and Fatty Acid in Petroleum Solvent) terdiri dari polimide surfactant dan emulsifier untuk mengemulsi air ke dalam emulsi minyak. Dalam oil base emulsion mud, Carbo-Mul digunakan dengan Carbo-tec untuk memberikan kestabilan emulsi di dalam lumur minyak.

Kestabilan emulsi ini akan tercapai apabila :

 Tiap droplets air yang ada di dalam minyak terlapisi oleh film emulsifier, dimana proses perlapisan ini bekerja berdasarkan konsep tegangan permukaan

   cos 2 . . . gh r  ... (3-13) Dimana :

σ = tegangan permukaan, dyne r = jari-jari pelengkungan, cm ρ = densitas fluida, gr/cc

h = tinggi permukaan fluida pada solid, cm g = gaya gravitasi, cm/det

cos  = sudut kontak antara fluida dan solid

 Semakin kecil dan seragam droplets, semakin stabil emulsinya karena droplets yang besar akan lebih mudah bergabung. Untuk mendapatkan kondisi ini diperlukan adanya pengadukan (agitasi).

 Semakin besar jarak antar droplets semakin stabil emulsinya, untuk itu perlu di jaga perbandingan komposisi minyak dan airnya.

Kedua emulsi ini berupa cairan, dengan rumus umum kimia adalah : C9H12.CH4O(CH2-CH2-O).

 Filtrate Reducer

Carbo-trol yang digunakan di sumur KT-AEO adalah zat organik berukuran koloid yag terdispersi didalam minyak dan digunakan pada sistem Carbo-tec sebagai pengontrol filtrasi. Carbo-trol juga membantu mencegah terjadinya gumpalan serta menjaga kestabilan lumpur minyak terhadap temperatur tinggi.

Filtrate reducer ini kemudian membentuk ampas (filter cake) pada lapisan yang porous dan permeable dan ketika droplet air yang teremulsikan didalam minyak menjadi bulatan yang keras (rigid sphere), mereka bertindak sebagai padatan dan akan tersaring oleh serat-serat filter cake sehingga filtrat yang dihasilkan hanya berupa minyak saja.

Terjadinya filter cake pada dinding lubang bor analog dengan peristiwa osmose dan secara matematis dapat dinyatakan dengan :

Dimana :

R = konstanta gas ideal T = temperatur

V = volume filtrat lumpur yang masuk

 Viscosifier

Viscisifier berfungsi untuk membantu adanya viskositas yang stabil dari suatu sistem lumpur. Viscosifier yang digunakan di sumur KT-AEO adalah Carbo-gel.

Carbo-gel adalah suatu bahan campuran yang mempunyai struktur bentonite (organophilic clay) berukuran koloid yang dimaksudkan untuk membentuk kekentalan lumpur. Bahan ini memerlukan zat pelarut seperti yield yang maksimum.

Karena sistem lumpur minyak dengn dropet air yang tersebar merata mempunyai tahanan alir (resistance to flow) yang lebih besar jika dibandingkan hanya fasa kontinyu nya (minyak saja), maka viskositas akan naik dengan naiknya kadar air didalam lumpur minyak. Naiknya kadar air ini bila diikuti dengan bertambahnya konsentrasi viskosifier dapat meningkatkan harga viskositas, gel strength dan yield point dari lumpur minyak, sehingga sistem lumpur minyak dapat variasi harga viskositas, gel strength dan yield point yang lebih luas dimana berguna untuk memudahkan transportasi cutting ke permukaan, dan untuk menyangga bahan-bahan pemberat dan cutting ketika sirkulasi berhenti.

Carbo-gel mempunyai daya tahan terhadap temperatur tinggi dimana berupa bubuk dengan rumus umum kimia : (C6H10O)n.

 Build Up Spacer

Black-magic adalah suatu konsentrat yang digunakan sebagai bahan utama pembuat spacer. Spacer adalah fluida yang digunakan pada saat akan mengadakan penggantian lumpur dari water base mud ke oil base mud agar tidak terjadi kontaminasi. Selain itu dapat dipakai untuk membebaskan pipa yang terjepit (pipe sticking).

 Oil Mud Conditioner

Dalam sistem lumpur minyak, conditioner umumnya dipakai seperti fungsi thinner pada water base mud. Conditioner ini dapat berfungsi sebagai emulsifier, dimana tujuan umum penggunaannya adalah untuk mengkondisikan lumpur minyak sesuai dengan yang diinginkan.

Terdapat dua jenis conditioner yang dipakai di sumur KT-AEO yaitu : surf –cote dan oil mud conditioner. Surf-cote adalah cairan surfactant yang berfungsi menjaga kestabilan lumpur minyak dengan merubah sifat pembasahan (wetting properties) lumpur minyak. Dalam campurannya, Drill treat di gunakan pada konsentrasi tertentu untuk mencegah terjadinya gelembung air dalam lumpur dan menjaga padatan yang terlarutkan dalam lumpur dari sifat water wet. Surf-cote juga dipakai untuk menurunkan viscositas lumpur apabila kadar padatan yang terdapat didalam lumpur terlalu banyak. Oil mud conditioner (carbo-mix) adalah suatu campuran lumpur minyak yang berbentuk cairan yang berfungsi untuk mengurangi yield point, gel strength. Fungsinya sama seperti thinner pada water base mud. Kedua conditioner ini berbentuk cairan yang dikemas dalam drum, dan mempunyai rumus umum kimia : C9H10.C6H4O (CH2-CH2O)3OH.

 Salinity Source

Pada operasi pemboran di sumur KT-AEO, CaCl2 dipilih untuk digunakan sebagai salinity source, karena garam ini :

 Mempunyai kapasitas pergantian kation yang lebih kuat dari pada NaCl  Kadar Cl- akan menaikan salinitas lumpur dan berfungsi sebagai elektrolit

sehingga dapat menghalangi pelepasan kation-kation dari permukaan plat-plat clay dan akibatnya daya kembang mengecil.

 Mempunyai efek yang lebih kecil pada sifat rheologi dan filtrasi lumpur jika dibandingkan dengan garam NaCl.

 Menghasilkan tekanan osmotic yang lebih besar, sehingga kemampuan hidrasinya lebih baik.

Dalam jumlah yang cukup, Calcium Chloride dilarutkan dalam air, kemudian larutan tersebut dicampurkan ke dalam oil base mud sehingga

menghasilkan kekuatan osmotic yang dapat menghidrasi fluida formasi. Jadi fungsi utama dari CaCl₂ adalah menghidrasi fluida formasi ke dalam sistem lumpur sehingga lapisan tetap stabil dan relatif kering.