3.3. Operasi Pemboran Underbalanced Drilling
3.3.1. Peralatan Yang Digunakan Pada Pemboran Underbalanced Drilling
dimana :
A = hasil perhitungan secara teoritis B = penginjeksian di lapangan (actual)
3.3. Operasi Pemboran Underbalanced Drilling
Peralatan yang digunakan pada UBD mengalami berbagai variasi disesuaikan dengan jenis fluida yang digunakan pada UBD. Disamping itu ada atau tidaknya gas beracun seperti H2S dapat menyebabkan penambahan peralatan ekstra dipermukaan untuk mengantisipasi terjadinya pencemaran lingkungan.
Untuk pencegahan semburan liar masih dibutuhkan BOP Stack, dengan penambahan RBOP atau Rotating Head yang disesuaikan dengan tekanan yang ada pada sumur tersebut. Untuk lebih jelasnya, pada bagian ini akan dibicarakan mengenai peralatan-peralatan standar yang dibutuhkan pada saat pengeboran dengan metoda UBD.
3.3.1.1. Sistem Pencegahan Semburan Liar
Sistem pencegahan semburan liar ini pada prinsipnya sama dengan pada pengeboran biasa, hanya saja terdapat tambahan RBOP atau Rotating Head, dimana alat ini mampu menahan tekanan formasi yang lebih besar.
BOP Stack
Suatu flow Drilling BOP Stack terdiri dari Rotating Head atau RBOP, ditempatkan diatas konvensional rig BOP.
Suatu single atau double ported drilling spool memisahkannya. Yang satu menuju ke shale shaker untuk fluida balik tanpa gas formasi. Yang satu lagi diarahkan menuju choke manifold untuk flow drilling tersebut. Dibawah spool ini normal rig BOP dipasang. Ini bisa terdiri dari annular BOP, Hydrill, Preventer flanged sampai double ram BOP.
Unit ini terdiri dari satu set pipe rams diatas satu set blind rams. Suatu drilling spool double ported yang kedua, ditempatkan pada flanged sistemnya. Satu outlet untuk choke line dan yang satu untuk kill line. Untuk lebih baiknya bisa ditempatkan satu set pipe rams dibawah spool ini. Semua alat harus dicoba pada rating yang benar. Kill line harus terdiri dari dua ball atau gate valves dan satu check valve yang bisa
mengalirkan aliran ke anulus. Dengan katup yang bekerja dengan baik, maka fluida formasi bisa diarahkan ke choke manifold.
Rotating Head dan RBOP
Rotating head (RH) menggunakan satu atau dua stripper rubbers, untuk menjepit drill pipe atau kelly. RH akan bekerja dengan baik sampai karet tersebut rusak dan akan terjadi kebocoran.
Karena ada beberapa kecelakaan dengan adanya kebocoran di RH ini, maka API melarang penggunaannya. Sebenarnya untuk sumur horisontal dengan tekanan rendah masih bisa dipakai dengan aman. Karena adanya pelarangan ini, maka dipakailah RBOP. Ini menjawab rating tekanan yang rendah dari RH tadi. Dengan alat ini, maka rating tekanan naik dari 400 psi ke 1500 psi. RBOP menggunakan hydraulically-actuated packing element yang ditunjang oleh roller bearings besar dan diisolasi secara mekanis pada kotak yang besar. Tekanan minyak untuk aksi hidroliknya akan mengaktifkan kerja rubber packing element yang akan menghimpit drill pipe atau kelly. Tekanan disini bisa diubah sesuai dengan tekanan sumur yang diharapkan. Packing element ini dirancang untuk menahan tekanan minimum 300 psi
Roller bearing tersebut dilumasi dan didinginkan dengan cairan hydraulic yang mempunyai dua penyekat. Penyekat ini akan memisahkan bearing dari cairan di sumur. Bagian dalamnya, bagian type packer element terdiri dari dua bagian, sehingga kalau yang satu pecah tak akan menghilangkan tekanan pengontrolnya. Bagian dalam packer bisa diganti tanpa perlu mengganti yang luar. Internal packer ini dibuat membuka besar sehingga bit dapat lewat tanpa perlu membongkar karetnya (nitrile). Element kelly packer ini bisa menyekat dengan baik sekali. Jika elemen ini termakan sebagian, maka masih dapat menyekat karena tekanan hydraulic minyak didalam BOP akan bekerja naik secara otomatis. Karena itu bagian ini tidak bocor selama dipakai dan berkurangnya elemen karet tersebut bisa diganti setelah pada suatu saat mengalami pemeriksaan yang rutin.
RBOP digunakan untuk pemboran pada formasi rekahan yang tinggi tekanannya. Pada situasi ini tekanan bisa tinggi dipermukaan dan juga ada kemungkinan hilang lumpur. Rating RBOP yang tinggi menaikkan kemampuan untuk membor formasi yang lebih tinggi pula tekanannya dibandingkan dengan RH.
3.3.1.2. Mud/Gas Separator
Suatu separator besar untuk lumpur/gas dengan tinggi yang bisa diatur, perlu digunakan untuk sistem ini. Kalau sistem operasinya open system, atau atmospheric-pressured, maka diameternya paling tidak 6 ft dan tingginya 12 ft dengan pipa flare gas 6 – 12” dan pipa untuk cairan yang cukup kapasitasnya.
Flare stacknya harus bisa diatur ketinggiannya berdasarkan kondisi aliran dan lokasi. Flare tersebut dilengkapi dengan pemantik otomatis (automatic flare ignitor) untuk menyala begitu ada gas. Pada pemboran di daerah gas sering dipakai flare dengan ketinggian 50 – 100’ yang berhubungan dengan tekanan anulus diatas 1000 psi.
3.3.1.3. High Pressure Flamibility Limit Apparatus
Untuk menentukan campuran yang ideal antara udara dan nitrogen agar tidak terjadi kebakaran dan blow out, maka dilakukanlah semacam pengujian terhadap campuran tersebut apakah mudah menyala atau tidak. Peralatan untuk proses pengujian tersebut dinamakan High Pressure Flamibility Limit Apparatus.
3.3.1.4. Chemical Injection
Alat ini biasanya ditempatkan pada flowline sebelum separator. Maksud dari penempatan alat ini adalah untuk memberikan bahan-bahan kimia/bahan additive lainnya pada fluida balik dari dalam sumur. Additive tersebut dapat berupa defoaming ataupun penghancur emulsi. Peralatan ini tidak mutlak dibutuhkan pada UBD, hanya saja keberadaannya dapat disesuaikan dengan jenis fluida UBD yang sedang digunakan.
3.3.1.5. Choke Manifold
Choke manifold berguna untuk mengerjakan suatu operasi yang aman untuk back pressure pada aliran balik dari anulusnya, agar masuknya hidrokarbon kedalam sumur dapat dikontrol dan kestabilan lubang bor akan lebih baik.
Choke manifold dirancang untuk volume maksimum dengan pipa 4” minimum, walaupun kebesaran, dengan dual chokes untuk bisa mengisolasi dan bisa dibersihkan kalau ada serpih bor yang menyangkut disitu. Setelah pemboran selesai, maka alat ini harus segera diinspeksi dengan radiographic (X-ray) untuk melihat apakah terjadi erosi atau karat dan bila perlu dilakukan penggantian dengan yang baru.
Selama flow drilling, choke akan dibuka lebar dan pelan-pelan ditutup seperlunya untuk mengontrol fluida dan tekanan dipermukaan. Tekanan di anulus tidak boleh melewati maximum working pressure (MWP) dari RBOP atau RH.
Dari choke manifold maka minyak, gas, fluida pemboran dan serpih pemboran akan menuju ke mud/gas separator.
3.3.1.6. Peralatan-peralatan pendukung
Ada beberapa peralatan pendukung yang umum digunakan agar jalannya operasi pemboran Underbalaced dapat berjalan dengan effektif dan effisien. Beberapa peralatan pendukung tersebut antara lain:
a. Sample Catcher
Untuk mendukung kerja para geologist dan mud engineer, terutama pada saat pengambilan sampel pemboran, maka perlu dibuat sample catcher di flow line antara BOP Stack dan Separator. Tempat pengambilan sampel lainnya adalah pada manifold.
Alat ini digunakan untuk membuang tekanan dari separator untuk menarik fluida sekaligus memisahkan gas dan cairan. Gas kemudian dibakar di flare dan cairan dipompakan ke shale shaker.
c. Settling Tank dan Skimmer Tank
Settling tank biasanya digunakan untuk mengendapkan fluida pemboran yang
berasal dari dalam sumur, dengan demikian diharapkan padatan atau cutting yang terbawa pada fluida dapat terendapkan.
Skimming system merupakan suatu sistem pemisahan fluida pemboran lanjutan,
berupa tangki tempat fluida pemboran yang berasal dari settling tank. Di tangki penampungan ini produksi minyak atau kondensat selama UBD memiliki waktu yang cukup untuk terpisah dengan sendirinya melalui hukum gravitasi. Crude oil yang sudah dianggap bersih dari cutting kemudian dialirkan ke fasilitas produksi berikutnya.
d. Flare Stack
Flare stack harus berkapasitas cukup untuk menanggulangi aliran gas (bisa gas yang berasal dari produksi atau plus gas injeksi). Flare tersebut harus dilengkapi dengan pemantik otomatis atau pilot flame untuk meyakinkan bahwa gas yang keluar akan terbakar habis. Ada juga gas yang jika merupakan gas alam, maka akan dikirim melalui pipa untuk kemudian dijual.
e. Control Unit
Unit ini terletak di lantai bor di samping Driller’s console dan berfungsi sebagai pengatur tekanan yang akan dipakai untuk menutup atau membuka RBOP.
3.3.2. Modifikasi Peralatan yang digunakan dalam Underbalanced Drilling