3.3. Operasi Pemboran Underbalanced Drilling
3.3.2. Modifikasi Peralatan yang digunakan dalam Underbalanced Drilling 1. Modifikasi Wellhead Pada Underbalanced Drilling
Wellhead pada UBD bermacam-macam tergantung pada tekanan kerjanya. Untuk tekanan relatif rendah sekali selama pemboran bisa menggunakan annular preventer untuk menahan tekanan sumur. Tetapi sebaiknya digunakan rotating head diatas, dua set ram BOP manual, masing-masing dengan pipe ram dan blind ram. Lalu bisa BOP lagi diatasnya yang bekerja dengan sistem hydraulic.
Suatu Rotating head (RH) dapat bekerja dengan baik pada kebanyakan “dry air, gas dan mist drilling”, asalkan tekanan formasinya tidak terlalu besar. RH hanya menahan tekanan sedikit dan terutama berfungsi sebagai diverter. Jika tekanan sumur relatif besar, jangan gunakan RH, tetapi RBOP yang pada saat bekerja (pipa diputar) dapat menahan tekanan sebesar 2500 psi, tetapi jika sedang dalam keadaan statis maka dapat menahan tekanan hingga 5000 psi. RBOP jauh lebih mahal dari RH. Jika dengan RH sering selama connection terpaksa harus mengganti fluida dengan larutan NaCl sementara. Kelly yang digunakan harus heksagonal dan bukan segi empat.
Untuk membor lebih dalam, dua set BOP untuk pipe rams diperlukan agar bisa melakukan snub drilling atau stripping (bila diperlukan). Dan pada sumur yang mengandung H2S dengan tekanan yang tinggi sering dipakai coiled tubing drilling atau snub drilling operations.
3.3.2.2. Modifikasi Drill String Pada Underbalanced Drilling
Untuk Drill string hampir sama seperti pemboran biasa, drill string terdiri dari drill pipe dan drill collar, mungkin juga perlu heavy weight drill pipe dan stabilizer serta BHA lainnya. Stabilizer, reamer, jars dan shock subs tetap bisa digunakan pada dry air drilling. Hanya ada beberapa perbedaan atau modifikasi yang akan dibahas dibawah ini.
Modifikasi pada Float Valve
Modifikasi pada Downhole tools
Float Valve
Untuk pemboran biasa tidak dibutuhkan adanya float valve ini. Udara membawa serpih bor di anulus dan akan lebih berat dari pada udara di drill string. Jika udara dilepaskan (vented) di drill string selama connection, maka terjadi efek tabung U di drill string tanpa float. Ini juga berakibat kalau udara berhenti mengalir maka serpih bor akan jatuh ke dasar sumur. Di dalam drill string, serpih bor bisa berhenti diatas bit dan menyebabkan sumbatan di dekat bit didalam string. Jadi kesimpulannya adalah memasang float valve diatas bit adalah suatu keharusan pada dry air drilling atau setelah BHA seperti motor, hammer tool atau stabilizer.
Selain itu alasan keamanan adalah alasan pemasangan float valve agar jika dijumpai gas dari formasi selama pengeboran tidak akan masuk ke dalam drill string. Selama tripping atau connection, gas formasi akan tetap masuk ke sumur. Walaupun kebanyakan gas ini akan lewat blooie line dan akan di bakar dipermukaan, tapi sebagian gas akan masuk ke dalam drill string tanpa float. Gas yang terpaksa dilepaskan di drill string bisa menimbulkan bahaya kebakaran apalagi jika jumlahnya relatif banyak.
Macam float valves yang umum dipakai pada dry air, mist dan foam drilling. Flapper style valve mempunyai “per” yang akan terbuka jika ada tekanan gas diatasnya. Bila aliran dari atas berhenti, maka flapper velve tertutup. Tekanan yang datang dari bawah flapper valve malah akan menutup lebih keras. Demikian pula prinsip dart (piston) dimana valve bekerja dengan “per”. Kedua macam valve ini telah terbukti bekerja dengan baik pada pemboran UBD.
Selain diatas bit, float valve sering dipasang didekat permukaan untuk mempercepat pelepasan connection/round trip. Float valve di drill string ini disebut string floats. Dengan makin dalamnya lubang, maka waktu yang dibutuhkan untuk melepaskan seluruh tekanan akan lama.
Downhole tools seperti jar, shock subs, stabilizer dan sebagainya bisa dipakai pada dry air, mist dan foam drilling. Sebaiknya digunakan mechanical jar dan jangan yang hydraulic. Jika drill string terjepit dan sumur tak bisa disirkulasi, maka panas di hydraulic jars bisa merusakannya. Udara tidak bisa melepaskan panas dari alatnya yang bisa dilepaskan oleh lumpur biasa. Tetapi sering sudutnya termakan dan aus. Karena akan memakan biaya yang relatif mahal maka tidak selalu akan dipasang.
Pada bagian tengah menggunakan reamer dan stabilizer untuk membuat lubang dalam keadaan lurus, reamer digunakan untuk mempertahankan hole diameternya. Pada formasi yang sangat keras, sering hanya reamernya saja yang dipakai dan stabilizernya tidak dipakai.
Yang paling atas adalah pendulum assembly, terdiri dari bit, shock subs, float subs, short drill collar, stabilizer dan beberapa drill collar. BHA ini kurang kekar dan tidak bisa mencegah terjadinya dog leg. Shock sub dan short drill collar boleh diganti dengan drill collar saja. Stabilizer dapat diganti dengan reamer. Posisi float sub sebaiknya dibawah shock subs, agar float subnya tidak mengalami pengaruh dari tekanan fluida balik pemboran di dalam drill string.
Downhole Motor
Penggunaan motor bagi dry air, mist dan foam drilling masih mungkin, tetapi untuk motor biasa sering mogok dan sukar untuk dihidupkan kembali. Ini disebabkan karena laju udara terlalu cepat. Selain itu sering rusak waktu diangkat karena kalau BHA diangkat, motor dapat berputar terlampau cepat. Pada saat ini ada downhole motor khusus untuk fluida kompresibel. Motor ini dirancang agar bekerja pada laju aliran tinggi dan penurunan tekanan relatif kecil, sehingga akan menguntungkan dalam hal :
- Tidak perlu booster
- Effisiensi meningkat
- Overspeed tidak terjadi
- Bisa untuk dry air, mist dan foam drilling serta gasified liquid atau liquid saja.
3.3.2.3. Modifikasi Casing Pada Underbalanced Drilling
Casing pada UBD tidak banyak bedanya dengan pemboran biasa. Biasanya casing dirancang untuk tension, internal yield (burst) dan collapse (biaxial casing disain). Faktor keamanan untuk disain diberikan berdasarkan API Standard 5A atau terserah daerah atau perusahaannya. Untuk tension, beberapa operator akan menggunakan berat casing diudara dikurangi bouyancy (gaya Archimides) yang akan membantu meringankan tarikan kebawah karena berat. Pada UBD, jika digunakan udara, maka bouyancy ini akan kecil sekali jadi dasar perancangan casing menggunakan berat diudara. Dan disain faktornya bisa tetap. Untuk burst (internal yield) harus didasarkan pada shut-in pressure yang maksimal. Maksimum tekanan ini bisa BHP- gas gradient atau gradient rekah didasar lubang dikurangi gradient gas tersebut, diambil mana yang lebih kecil. Untuk disain collapse, maka dianggap bahwa tekanan didalam casing adalah “nol” dan diluarnya adalah kolom lumpur penuh.
Untuk gasified liquid system, intermediate casing perlu dilekatkan dengan tubing berdiameter 1”-2” dengan cara dilas atau disambung dengan sistem ulir.