BAB II
DENSITAS, SAND CONTENT DAN PENGUKURAN KADAR MINYAK PADA LUMPUR BOR
2.1. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengenal material pembentuk lumpur pemboran serta fungsi-fungsi utamanya.
2. Menentukan densitas lumpur pemboran dengan menggunakan alat Mud Balance.
3. Menentukan kandungan pasir dalam lumpur pemboran.
4. Mengetahui besarnya kadar pasir (%) yang terkandung dalam lumpur bor. 5. Menentukan kadar minyak dan padatan yang terdapat dalam lumpur bor
(emulsi).
2.2. DASAR TEORI 2.2.1. Densitas Lumpur
Lumpur sangat besar peranannya dalam menentukan berhasil atau tidaknya suatu operasi pemboran, sehingga perlu diperhatikan sifat – sifat dari lumpur tersebut, seperti densitas viscositas, gel strenght, atau filtration loss. Dalam percobaan ini akan dibahas satu sifatnya saja, yaitu densitas.
Densitas lumpur bor merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting, karena peranannya berhubugan langsung dengan fungsi lumpur bor sebagai penahan tekanan formasi. Adanya densitas lumpur bor yang terlalu besar akan menyebabkan lumpur hilang ke formasi (loss circulation), sedangkan jika terlalu kecil dapat menyebabkan “kick” (masuknya fluida ke lubang sumur). Maka densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan dibor.
Densitas lumpur dapat menggambarkan gradien hidrostatik dari lumpur bor dalam psi/ft. Tetapi di lapangan biasanya dipakai satuan ppg (pound per gallon).
Asumsi – asumsi :
1. Volume setiap material adalah merupakan additive :
Vs + Vml = Vmb………..(2.1)
2. Jumlah berat adalah merupakan additive :
ds x Vs + dml x Vml = dmb x Vmb ………. (2.2)
Dimana :
Vs : Volume solid, bbl
Vml : Volume lumpur lama, bbl
Vmb : Volume lumpur baru
ds : berat jenis solid, ppg
dml : berat jenis lumpur lama, ppg
dmb : berat jenis lumpur baru, ppg
Dari persamaan (2.1) dan (2.2) diperoleh :
Vs = ml mb s ml mb xV d d d d ) ( ) ( ……….... (2.3) Karena zat pemberat (solid) beratnya adalah :
Ws = Vs x ds
Bila dimasukkan ke dalam persaman (2.3) Ws = ( ) ( ) ) ( ml s mb s ml mb x d xV d d d d ………..(2.4) % volume solid : % 100 ) ( ) ( % 100 x d d d d x V V mb s ml mb mb s ………..(2.5) % berat solid : % 100 ) ( ) ( % 100 x d d d d d d x xV d xV d mb s ml ml mb s mb mb s s ………. (2.6)
Maka bila yang digunakan adalah barit dengan SG = 4.3, untuk menaikkan densitas dari lumpur lama seberat dml ke lumpur baru sebesar dmb setiap bbl lumpur lama memerlukan berat solid, Ws sebanyak :
Ws = 684 x ((35.8 )) mb ml mb d d d ………...(2.7)
Keterangan :
Ws = berat solid / zat pemberat, kg barit/bbl lumpur. Sedangkan jika yang digunakan sebagai zat pemberat adalah bentonit dengan SG = 2.5, maka untuk tiap barrel lumpur diperlukan :
Ws = 398 x ) 8 . 20 ( ) ( mb ml mb d d d ………...(2.8) Dimana Ws = kg benonite/bbl lumpur lama
2.2.2. Sand Content
Tercampurnya serpihan – serpihan formasi (cutting) ke dalam pemboran akan menbawa pengaruh kepada operasi pemboran. Serpihan – serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan menyebabkan abrasif dan dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini akan menambah densitas lumpur yang telah mengalami sirkulasi. Bertambahnya densitas lumpur yang tersikulasi ke permukaan akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh karena itu setelah lumpur disirkulasikan harus mengalami proses pembersihan terutama menghilangkan partikel – partikel yang masuk ke dalam lumpur selama sirkulasi. Alat – alat ini, yang biasanya disebut “Conditioning Equipment”, adalah :
Shale Shaker
Fungsinya membersihkan lumpur dari serpihan – serpihan atau cutting yang berukuran besar.
Degasser
Fungsinya untuk membersihkan lumpur dari gas yang mungkin masuk ke lumpur pemboran.
Desander
Fungsinya untuk membersihkan lumpur dari partikel – partikel padatan yang berukuran kecil yang bisa lolos dari shale shaker.
Desilter
Fungsinya sama dengan desander, tetapi desilter dapat membersihkan lumpur dari partikel – partikel yang berukuran lebih kecil.
Penggambaran sand content dari lumpur pemboran adalah merupakan prosen volume dari partikel – partikel yang diameternya lebih besar dari 74 mikron. Hal ini dilakukan melalui pengukuran dengan saringan tertentu. Jadi rumus untuk menentukan kandungan pasir atau sand content pada lumpur pemboran adalah : n = x100% V V m s dimana : n = kandungan pasir
Vs = volume pasir dalam lumpur
2.3. PERALATAN DAN BAHAN 2.3.1. Alat
Mud Balance Retort Kit Multi Mixer Sand Content Set Gelas Ukur 500 cc 2.3.2. Bahan Bentonite Barite Aquadest Wetting Agent Oil Pasir
Keterangan 1. Lid 2. Cup 3. Base
4. Knife dan Fulcrum 5. Rider
6. Arm Balance 7. Calibrator
Gambar 2.1. Mud Balance
(http://www.ofite.com/products/Drilling/Balances/115-2.jpg)
Keterangan:
1. Sieve (Saringan – Ukuran : 200) 2. Funnel
3. Aquadest 4. Tube
Gambar 2.2. Sand Content Set
Keterangan: 1. Kondensator 2. Gelas Ukur 3. Insulator Block 4. Wetting Agent
11
21
31
41
Keterangan: 1. Mixer Cup 2. Mixer Hanging 3. Mixer
Gambar 2.4. Multi Mixer
1
2.4. PROSEDUR PERCOBAAN 2.4.1. Prosedur Operasi Standar 2.4.1. Mud Balance
a. Mengambil alat Mud Balance dari box.
b. Mencuci cup pada wastafel, kemudian di lap dengan kanebo.
c. Melakukan kalibrasi alat dengan mengukur densitas air, caranya dengan mengisi air ke dalam cup sampai penuh kemudian ditutup (apabila ada air yang tumpah dilap dengan kanebo agar pengukurannya lebih tepat). d. Meletakkan Mud Balance pada box (posisi knife berada di atas fulcrum),
kemudian mengukur densitas air yang sudah diketahui harganya (p = 8,33 ppg pada 70o F), caranya dengan menggeser rider ke angka 8,33 ppg
(pada skala bagian atas) atau ke angka 1 gr/cc (pada skala bagian bawah), jika kalibrasi berhasil gelembung udara pada level glass akan berada di tengah-tengah atau menyentuh garis tengah, jika masih belum tepat, takar ulang lah pasir yang ada pada ujung balance arm sampai kalibrasi berhasil. Setelah itu air dibuang lalu cup dibersihkan kembali.
e. Mengukur densitas lumpur yang akan diuji dengan cara memasukkan lumpur pada cup sampai penuh kemudian di tutup (apabila ada lumpur yang tumpah di lap dengan kanebo agar pengukurannya lebih tepat). f. Meletakkan Mud Balance pada box kemudian mengukur densitas lumpur
dengan cara menggeser rider, sampai gelembung udara pada level glass berada di tengah-tengah.
g. Setelah harga densitas diketahui, lumpur dibuang, lalu cup dibersihkan lalu Mud Balance ditaruh kembali ke dalam box.
3. Multimixer
a. Menyiapkan bahan-bahan untuk membuat lumpur. b. Mengisi cup lumpur dengan air.
c. Mengkaitkan cup pada Multimixer dengan menekan pada penjepit atas dan meletakkan cup pada penyangga bawah hingga mixer berputar
e. Setelah campuran lumpur selesai dibuat, lepas cup dengan menaikkan cup, kemudian tarik ke bawah.
f. Membersihkan mixer dengan memasang cup berisi air bersih lalu lap hingga bersih.
3.1. Sand Content Set
a. Mengambil alat dari box kemudian membersihkan Sieve, Funnel, dan Tube dengan air.
b. Mengisi Tube dengan lumpur yang akan di uji sampai batas “mud to here” kemudian tambahkan air sampai batas “water to here”.
c. Kocok Tube dengan menutup mulut tube sampai campuran lumpur dan air menyatu.
d. Menyaring campuran tersebut dengan cara menuangkannya ke dalam Sieve sehingga endapan pasir akan terpisah diatas mesh.
e. Membilas Sieve dengan air dengan cara menggabungkan Funnel ke bagian bawah Sieve dan mulut Tube sehingga endapan pasir akan terendapkan di bagian bawah Tube.
f. Apabila masih ada endapan pasir di dalam mesh, bilas dengan air. g. Dengan menggunakan skala yang ada pada Tube, kita dapat membaca
volume pasir yang terkandung dalam lumpur.
h. Setelah itu alat-alat dibersihkan kembali, kemudian diletakkan ke dalam box.
4. Retort Kit
a. Menyiapkan lumpur yang akan diuji (sebelumnya sudah disaring oleh Marsh Funnel untuk melepaskan LCM dan pasir).
b. Mengisi Upper Chamber dengan steel wall.
c. Mengisi Mud Chamber dengan lumpur, lalu tutup dengan Lid, bersihkan jika ada lumpur yang tumpah dengan kanebo.
d. Pasangkan Mud Chamber dengan Upper Chamber kemudian tempatkan kembali ke Insulator Block.
e. Menambahkan beberapa tetes (umumnya 3 tetes) Wetting Agent pada gelas ukur dan tempatkan di bawah Kondensator.
f. Menancapkan kabel Insulator Block agar pemanasan lumpur bisa dimulai. Menunggu sampai tak terjadi kondensasi lagi yang ditandai dengan matinya lampu indikator pada Insulator Block.
g. Setelah diperoleh data hasil percobaan bersihkan Mud Chamber dan ambil sabut baja dari Upper Chamber. Bersihkan kembali alat-alatnya kemudian letakkan kembali ke dalam box.
4.1.1. Prosedur Percobaan 4.1.2. Densitas Lumpur
1. Mengkalibrasi peralatan Mud Balance sebagai berikut : Membersihkan peralatan Mud Balance.
Mengisi cup dengan air hingga penuh, lalu ditutup dan dibersihkan bagian luarnya. menegeringkannya dengan kertas tissue.
Meletakkan kembali Mud Balance pada kedudukan semula. Rider ditempatkan pada skala 8,33 ppg.
Mengecek pada Level Glass, bila tidak seimbang, mengatur Calibration Screw sampai seimbang.
2. Menimbang beberapa zat yang digunakan sesuai dengan petunjuk asisten. 3. Menakar air 350 cc dan mencampurnya dengan 22,5 gr bentonite. Caranya memasukkan air ke dalam bejana, lalu memasang bejana pada Multimixer dan memasukkan bentonite sedikit demi sedikit setelah mixer dijalankan, selang beberapa menit setelah tercampur, mengambil bejana dan menuangkan lumpur yang telah dibuat kedalam cup Mud Balance. 4. Menutup cup dan membersihkan lumpur yang melekat pada dinding
bagian luar dan penutup cup sampai bersih.
5. Meletakkan balance arm pada kedudukan semula, lalu mengatur rider hingga seimbang dan membaca densitas yang ditunjukkan pada skala. 6. Mengulang langkah 5 untuk kompisisi campuran yang diberikan asisten.
5. Sand Content
1. Mengisi tabung gelas ukur dengan lumpur pemboran dan tandai. Menambahkan air pada batas berikutnya. Menutup mulut tabung dan mengocoknya dengan kuat.
2. Menuangkan campuran tersebut ke dalam saringan. Bairkan cairan mengalir keluar melalui saringan. Menambahkan air ke dalam tabung, mengocok dan menuangkan kembali ke dalam saringan. Mengulangi hingga tabung menjadi bersih. Mencuci pasir yang tersaring untuk melepaskan sisa – sisa dari lumpur yang masih melekat.
3. Memasang Funnel tersebut pada sisi atas Sieve. Membalikkan rangkaian tersebut dengan perlahan – lahan dan memasukkan ujung Funnel ke dalam gelas ukur. Menghanyutkan pasir ke dalam tabung dengan menyemprotkan air melalui saringan hinggga semua pasir tertampung ke dalam gelas ukur. Membiarkan pasir mengendap. Dari skala yang ada dalam tabung, membaca prosen volume dari pasir yang mengendap. 4. Mencatat sand content dari lumpur dalam prosen volume.
6. Penentuan Kadar Cairan Lapisan
1. Mengambil himpunan retort keluar dari Insulator Block, mengeluarkan Mud Chamber dari Retort.
2. Mengisi Upper Chamber dengan steel wall.
3. Mengisi Mud Chamber dengan lumpur dan menempatkan kembali penutupnya lalu membersihkan lelehan lumpur.
4. Menghubungkan Mud Chamber dengan Upper Chamber, kemudian menempatkan kembali ke dalam Insulator Block.
5. menambahkan setetes Wetting Agent pada gelas ukur dan menempatkan di bawah Kondensator.
6. Memanaskan lumpur sampai tidak terjadi kondensasi lagi yang ditandai dengan matinnya lampu indikator.
