OPTIMASI FORMULA DAN PENGUJIAN SIFAT FIS (2)

OPTIMASI FORMULA DAN PENGUJIAN SIFAT FISIK OIL

BASED MUD DRILLING

Laporan Praktik Lapangan di PT Halliburton Indonesia

LUSY RISMAYANI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Laporan Praktik Lapangan

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Pada

Departemen Kimia

OPTIMASI FORMULA DAN PENGUJIAN SIFAT FISIK BERBASIS OIL BASED MUD DRILLING

LUSY RISMAYANI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Skripsi : Optimasi Formula dan Pengujian Sifat Fisik Oil Based Mud Drilling

Nama : Lusy Rismayani NIM : G44110077

Disetujui oleh

Dr Drs Komar Sutria, MS Pembimbing I

Riska Luthfiana Puspita, Ssi Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS

Ketua Departemen

PRAKATA

Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan yang berjudul

“Optimasi Formula dan Pengujian Sifat Fisik Oil Based Mud Drilling”. Laporan

ini merupakan laporan hasil praktik lapangan yang dilaksanakan pada 02 Juli-20 Agustus 2014 di PT Halliburton Indonesia, Jakarta Selatan .

Penulis mengucapkan terima kasih atas dukungan dan doa dari berbagai pihak dalam pelaksanaan praktik lapang dan penyusunan laporan ini. Ucapan terima kasih penulis haturkan terutama pada Dr Drs Komar Sutria, MS selaku pembimbing utama dan Kak Riska Luthfiana Puspita, Ssi selaku pembimbing lapangan, atas segala ilmu dan bimbingan yang telah diberikan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Rosa Saptawati selaku Senior Lab Technician, kak Shinta dan kak Mutia, selaku Lab Technician dan kak Ihsan, kak Febri, Kak Dwi, kak Amel, dan kak Rony selaku Mud Engginer.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada kedua orang tua, adik, dan keluarga atas dukungan dan doanya, serta teman-teman seperjuangan di Kimia 48, khususnya Fellina Kumala, atas semangat, dan kerjasamanya.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Bogor, Oktober 2014

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ix

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan 3

Waktu dan Lokasi 3

KEADAAN UMUM PT HALLIBURTON INDONESIA 4

Sejarah Singkat 4

Visi dan Misi 4

Struktur Organisasi PT Halliburton Indonesia 5

Sumber Daya Manusia 6

Lokasi dan Fasilitas Laboratorium 7

METODE 7

Alat dan Bahan 7

Metode 8

HASIL DAN PEMBAHASAN 10

SIMPULAN DAN SARAN 15

Simpulan 15

Saran 15

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Data pengukuran reologi pada suhu 120 ºF sebelum pemanasan 11 Tabel 2 Data pengukuran reologi pada suhu 120 ºF setelah pemanasan

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak bumi merupakan salah satu sumber daya alam yang sering kali di manfaatkan. Minyak bumi tersebut di peroleh dengan cara pengeboran pada lahan tanah yang sekiranya memiliki potensi terdapat minyak bumi didalamnya. Pengeboran minyak bumi dibutuhkan tiga komponen utama yaitu lumpur pengeboran, semen pengeboran, dan mesin pengeboran. Lumpur pengeboran merupakan komponen penting dalam proses pengeboran. Lumpur pengeboran memiliki fungsi diantaranya mengangkat cutting dari dasar lubang, menahan tekanan formasi, menahan dinding lubang supaya tidak runtuh, menahan cutting, menahan material pemberat saat sirkulasi berhenti, mengurangi berat rangkaian pengeboran, sebagai pelumas dan pendingin, media logging listrik, media informasi, dan tenaga penggerak bit (Suhascaryo 2001). Lumpur pengeboran terdiri beberapa komponen campuran yaitu komponen padat, cair, dan aditif. Ada dua jenis komponen padat yaitu yang bersifat reaktif dan lembam. Komponen padat yang bersifat reaktif merupakan zat yang dapat mudah bereaksi seperti bentonit. Komponen padat yang bersifat lembam merupakan zat yang tidak mudah bereaksi dalam sistem lumpur pengeboran seperti barit. Komponen cair merupakan zat cair yang jumlahnya lebih banyak dalam komposisi lumpur. Komponen Aditif merupakan zat-zat yang dapat mengontrol sifat-sifat lumpur pengeboran (Rubiandini 2005).

2

formasi maupun terhadap lumpurnya sendiri, karena dapat menyebabkan terjadinya formation damage (pengurangan permeabilitas efektif terhadap minyak atau gas) dan lumpur pengeboran akan kehilangan banyak cairan (Amani 2012).

Lumpur pengeboran dibagi menjadi dua jenis yaitu lumpur yang menggunakan bahan dasar air (water based mud) dan bahan dasar minyak (oil based mud). Water Based Mud (WBM) adalah lumpur pengeboran yang fase cairnya berupa air tawar yang berfungsi sebagai fase kontinyu. Oil Based Mud (OBM) adalah lumpur pengeboran yang di buat dengan minyak sebagai fase kontinyu. OBM lebih sering digunakan karena OBM lebih stabil pada temperatur tinggi, sesuai untuk zona yang memiliki swelling potential yang tinggi, memiliki sifat pelumasan yang baik, cocok untuk directional drilling, tidak menyebabkan korosi pada peralatan pengeboran, dapat digunakan sebagai packer fluid maupun completion fluid, stabil terhadap kontaminasi, dan dapat digunakan kembali lebih baik dari WBM(Farid 2011).

3 Tujuan

Praktik lapangan ini bertujuan mengetahui pengaruh pencampuran bahan base oil luar negeri (base oil 1) dan base oil dalam negeri (base oil 2) pada lumpur pengeboran dalam kondisi dengan adanya kontaminasi dan tidak adanya kontaminasi.

Waktu dan Lokasi

4

KEADAAN UMUM PT HALLIBURTON INDONESIA

Sejarah Singkat

Perusahaan Halliburton didirikan pada tahun 1919. Perusahaan asal Amerika ini bergerak di bidang produk dan jasa industri minyak dan gas.

Perusahaan ini mempekerjakan lebih dari 80.000 orang yang mewakili 140 kebangsaan di sekitar 80 negara. Awal mula perusahaan ini berawal dari pendiri perusahaan, yaitu Erle P. Halliburton yang menggunakan gerobak dan pompa untuk membuat kotak kayu penyampuran dan bisnis penyemenan sumur di kota Oklahoma.

Tahun 1930, Halliburton mendirikan laboratorium penelitian pertama yang menguji campuran semen, meningkatkan produksi minyak dan gas, serta penyemenan lepas pantai pertama di teluk Meksiko. Tahun 1951, Halliburton mendirikan cabang perusahaan di Italia. Halliburton mendirikan anak perusahaan di Jerman, Inggris, dan Argentina 7 tahun kemudian. Tahun 1984, Halliburton menyediakan peralatan untuk proyek di lepas pantai Cina. Kemudian dua tahun berikutnya, Halliburton menjadi perusahaan Amerika pertama untuk melakukan pekerjaan jasa ladang minyak di daratan Cina. Tahun 1985, Halliburton mendirikan cabang perusahaan di Indonesia yang beralamat di Kawasan Komerisal Cilandak No. 107, Jalan Raya Cilandak KKO, Jakarta Selatan, 12560.

Visi dan Misi

Visi perusahaan ini adalah menjadi perusahaan jasa hulu yang disukai untuk pengembangan aset minyak dan gas global. Misi perusahaan ini adalah menciptakan nilai yang berkelanjutan dengan memberikan produk yang luar biasa, layanan, dan solusi aset digital yang membantu pelanggan kami berhasil dengan cara :

- Memaksimalkan produksi dan pembaruan.

5

Struktur Organisasi PT Halliburton Indonesia

Halliburton terdiri atas baris layanan produk (PSL) dan perkantoran. Perkantoran mengurus keuangan, tenaga kerja, pemasaran produk dan jasa, dll. Struktus organisasi Halliburton (Gambar 1) PSL terbagi menjadi tiga divisi, yaitu Divisi Pengeboran&Evaluasi, Divisi Penyelesaian&Produksi, dan Divisi Penunjang. PSL bertanggung jawab atas strategi, pengembangan teknologi, pengembangan proses, pengembangan sumber daya manusia, dan alokasi modal. Divisi Pengeboran&Evaluasi terbagi menjadi 6 subdivisi, yaitu Baroid, Sperry

Drilling, Drill Bits and Services, Testing and Subsea, Landmark Software and Services, dan WirelineandPerforating. Divisi Penyelesaian&Produksi memiliki 6 subdivisi dan Divisi Penunjang memiliki 1 subdivisi.

Gambar 1 Bagan Struktur organisasi PT Halliburton Indonesia

6

Halliburton. Subdivisi Baroid Indonesia terdiri atas Country Manager yang di jabat oleh Moetaz Mohsen, Technical Manager yang di jabat oleh Eric Calvi, Senior Lab Technician yang di jabat oleh Rosa Saptawati, Engineer berjumlah 100 orang, dan Lab Technician berjumlah 3 orang. Secara umum tugas di laboratorium Baroid adalah menemukan formula lumpur yang tepat untuk membuat lumpur dengan spesifikasi yang diminta oleh perusahaan minyak. Setiap perusahaan akan meminta spesifikasi lumpur yang berbeda-beda. Setelah didapatkan formula yang tepat, formula tersebut dikirim ke perusahaan minyak yang bersangkutan.

Gambar 2 Bagan struktur organisasi Baroid

Sumber Daya Manusia

7 Lokasi dan Fasilitas Laboratorium

Lokasi Halliburton berada di Kawasan Komerisal Cilandak No. 107, Jalan Raya Cilandak KKO, Jakarta Selatan, 12560. Seluruh bagian administrasi, laboratorium penelitian dan pengujian terdapat di lokasi ini. Fasilitas yang dimiliki oleh Halliburton adalah sebagai berikut:

1. Laboratorium (2 laboratorium) : Baroid dan Semen 2. Kantor administrasi

3. Internet : Local Area Network dan Website

Laboratorium Baroid dilengkapi dengan instrumen untuk uji sifat fisik lumpur antara lain Viscometers Model 35, Roller Ovens, Aging Cells, Model 140 Mud Balance, test Chloride, test Alkalinity, Oil and Water Retorts (50 ml), EP (Extreme Pressure) Lubricity Tester, Permeability Plugging Apparatus (PP A),

Electrical Stability Tester, Hamilton Beach Mixers, dan HPHT Filter Press (175 ml)

METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah Viscometers Model 35, Roller Ovens, Aging Cells, Model 140 Mud Balance, test Chloride, test Alkalinity, Oil and Water

Retorts (50 ml), EP (Extreme Pressure) Lubricity Tester, P ermeability P lugging Apparatus (PPA), Electrical Stability Tester, Hamilton Beach Mixers, dan HPHT Filter Press (175 ml).

8

Metode

Lumpur pengeboran di buat enam formula dengan komposisi sebagai berikut:

Nama Produk Formula 1 Formula 2 Formula 3 Formula 4 Formula 5 Formula 6 Base oil 1 178.5400 89.5400 166.8050 83.8100

Base oil 2 92.9900 186.5400 87.0300 174.3500 Pengemulsi 1 12.000 12.0000 12.0000 12.0000 12.0000 12.0000 Pengemulsi 2 4.0000 4.0000 4.0000 4.0000 4.0000 4.0000 Lime 8.0000 8.0000 8.0000 8.0000 8.0000 8.0000 Filtrate Control 1 5.0000 5.0000 5.0000 5.0000 5.0000 5.0000

Air 60.9000 61.2500 61.2500 57.4000 57.4000 57.7500

CaCl2 24.1900 24.2700 24.3500 22.7000 22.8200 22.8700

Viscosifier 1 10.0000 10.0000 10.0000 10.0000 10.0000 10.0000 Barit 104.110 99.7500 95.3600 183.90500 179.8300 175.7200 Drill Solid 20.0000 20.0000 20.0000

Sebelum Pemanasan

Masing-masing formula lumpur pengeboran di uji reologi. Alat yang

digunakan adalah Viscometers Model 35. Kemudian masing-masing formula lumpur di uji dengan 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm, 6 rpm,dan 3 rpm.. Kemudian uji Gel strange dengan mendiamkan formasi lumpur dengan waktu waktu 10 detik dan 10 menit lalu di putar dengan kecepatan 3 rpm. Kemudian uji electrical stability dengan menggunakan alat Electrical Stability Tester. Semua dilakukan pada saat suhu 120 ºF. Lalu dilanjutkan dengan uji densitas dengan menggunakan alat Model 140 Mud Balance.

Setelah Pemanasan

Masing-masing formula lumpur pengeboran yang telah di uji densitasnya

9 pengeboran diputar tanpa menggunakan suhu dan direndam selama satu setengah jam. Formasi lumpur pengeboran dikeluarkan dan di mixing selama lima menit kemudian dilakukan uji reologi. Alat yang digunakan adalah Viscometers Model 35. Kemudian masing-masing formula lumpur pengeboran di uji dengan 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm, 6 rpm,dan 3 rpm. Kemudian uji gel strange dengan mendiamkan formasi lumpur pengeboran dengan waktu waktu 10 detik dan 10 menit lalu di putar dengan kecepatan 3 rpm. Kemudian uji electrical stability dengan menggunakan alat Electrical Stability Tester. Semua dilakukan pada saat suhu 120 ºF.

HPHT, Retort, dan Lubricity

Formula lumpur pengeboran yang telah di uji reologi kemudian dilakukan uji filtrat dengan menggunakan HPHT Filter Press (175 ml). Tekanan atas awal yang diberikan adalah 100 psi. Tekanan awal ini diberikan hingga suhu lumpur mencapai 300 ºF. Jika suhu tersebut telah tercapai maka tekanan atas dinaikkan hingga 600 psi dan tekanan bawah di buat menjadi 100 psi kemudian running selama 30 menit. Setiap 5 menit pertama dilakukan pemantauan filtrat. Setelah 30 menit dikeluarkan semua filtrat dan di dapat filtrat dalam mL.

Semua formula lumpur pengeboran yang telah selesai HPHT dilanjutkan dengan uji retort menggunakan Oil and Water Retorts (50 ml). Formula lumpur pengeboran yang digunakan dalam retort sebesar 5 g. Semua formula lumpur pengeboran running selama satu jam dengan suhu 900 ºF. Hingga di dapat perbandingan air, minyak dan padatan.

10

Titrasi

Formula lumpur pengeboran masing-masing dilakukan uji excess Lime dan uji Chloride. Uji excess Lime dilakukan dengan cara menyiapkan labu Erlenmeyer 250 mL. Masukkan 1 mL lumpur, air destilata 100 mL, API chorl 50 mL, dan 10 tetes phenolpthalein ke dalam labu Erlenmeyer dan stirer. Titrasi dengan menggunakan asam sulfat50/Nhingga terjadi perubahan warna dari merah muda menjadi bening. Lanjutkan uji Chloride dengan penambahan 1 mL asam sulfat 50/Ndan 20 tetes bufer kalium kromat. Titrasi dengan silver nitrate 50/N hingga terjadi perubahan warna dari kuning menjadi merah bata.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Formula lumpur pengeboran satu, dua, dan tiga di atur massanya sebesar

9.5 ppg dengan komponen padat dan aditif yang sama, tetapi berbeda pada jumlah komposisi base oil yang digunakan. Formula lumpur pengeboran satu hanya menggunakan base oil 1 sebagai komponen cair lumpurnya, begitu pula formula lumpur tiga yang sama-sama hanya menggunakan base oil 2 sebagai komponen cairnya. Berbeda dengan formula lumpur pengeboran satu dan tiga, formula lumpur pengeboran dua merupakan campuran dari kedua macam base oil , yaitu base oil 1 dan base oil 2. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengetahui formulasi lumpur dengan komposisi base oil yang baik untuk lumpur pengeboran di lapangan dan mengatasi penggunaan base oil 1 dari luar negeri yang mahal dengan campuran base oil 2 dalam negeri yang murah dan memiliki kualitas yang baik(Wisnuwardani 2012).

11 yang ditunjukkan dari pencampuran kedua jenis base oil merupakan selang nilai dari nilai tertinggi dan terendah. Formula lumpur pengeboran empat, lima dan enam juga menunjukkan hal yang sama, tetapi pengukuran ini dilakukan hanya untuk melihat kenaikan atau penurunan untuk sebelum dan sesudah pemanasan. Adanya gambaran pengaruh drill solid hanya akan terjadi pada saat berlangsungnya proses pengeboran lumpur di lapangan. Drill solid tidak diharapkan ada sebelum pemanasan.

Tabel 1 Data pengukuran reologi pada suhu 120 ºF sebelum pemanasan Formula Lumpur Pengeboran

12

dan gas 2011) sedangkan base oil 1 memiliki viskositas kinematis yang rendah (shell 2006). Viskositas plastis (PV) merupakan ukuran ketahanan dari fluida lumpur pemboran untuk mengalir. Semakin kecil viskositas semakin baik lumpur tersebut dalam ketahanan mengalir. Nilai Plastic Viscocity (PV) pada formula lumpur pengeboran dua lebih kecil dibandingkan formula lumpur pengeboran tiga, sehingga pencampuran base oil 1 dan 2 dapat digunakan karena memiliki Plastic Viscocity (PV) yang kecil. Nilai Yield Point (YP) diperoleh dari selisih 300rpm dan nilai Plastic Viscocity (PV). Yield Point (YP) merupakan angka yang menunjukkan shearing stress yang diperlukan untuk mensirkulasikan lumpur kembali sehingga lumpur tidak akan dapat sirkulasi sebelum diberikan shearing stress sebesar yield point(Farid 2011). Gel strength untuk penggunaan base oil 1 lebih kecil dibandingkan base oil 2 maupun campuran keduanya. Tetapi campuran kedua base oil memiliki gel strange lebih kecil dibanding penggunaan base oil 2 saja Semakin kecil nilai gel strange semakin baik lumpur tersebut menahan cutting dan material pemberat, pada saat lumpur menjadi gel sewaktu sirkulasi terhenti (Shadravan 2012).

13 formulasi lumpur tidak berbeda. Hal ini disebabkan penambahan Lime dalam setiap formulasi sama sehingga tidak akan mempengaruhi nilai dari excess lime tersebut. Begitu juga dengan AgNO3. Lubrisitas direpresentasikan sebagai kekuatan lapisan film yang menunjukkan kemampuan suatu cairan untuk melumasi bagian yang bergesekan. Penggunaan campuran base oil 1 dan 2 menunjukkan nilai lubrisitas yang rendah dibandingkan dengan penggunaan base oil 1 saja dan base oil 2 saja. Nilai lubrisitas ini sangat mempengaruhi nilai penggunaan campuran base oil 1 dan 2. Semakin kecil nilai lubrisitas semakin baik sifat base oil nya dalam fungsi untuk melumasi(POC 2008).

14

empat, lima, dan enam tidak berbeda. Hal ini disebabkan penambahan Lime dalam setiap formula sama sehingga tidak akan mempengaruhi nilai dari excess lime tersebut. Begitu pula dengan AgNO3. Penggunaan campuran oil based 1 dan 2 menunjukkan nilai lubrisitas yang rendah dibandingkan dengan penggunaan oil based 1 saja dan oil based 2 saja. Nilai lubrisitas ini sangat mempengaruhi nilai penggunaan campuran base oil 1 dan 2. Semakin kecil nilai lubrisitas semakin baik sifat oil based nya dalam melumasi(POC 2008).

Tabel 2 Data pengukuran reologi pada suhu 120 ºF setelah pemanasan dengan rolling oven dengan suhu 300 ºF

Formula Lumpur Pengeboran

15

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Penggunaan base oil dengan pencampuran antara oil based 1 dan oil based 2 menunjukkan hasil yang baik. Nilai lubrisitas dari penggunaan campuran base oil keduanya memiliki nilai yang kecil, yakni memiliki sifat untuk melumasi yang sangat baik dibandingkan hanya menggunakan base oil 1 dan base oil 2 saja. Adanya drill solid pun tidak mempengaruhi nilai lubrisitas pada penggunaan base oil campuran dari base oil 1 dan 2. Sehingga penggunaan formula lumpur pengeboran pencampuran dapat digunakan dalam proses pengeboran.

Saran

16

DAFTAR PUSTAKA

Amani M. 2012. The rheological properties of oil-based mud under high pressure and temperature condition. Advances in Pretoleum Exploration and Development. 3(2):21-30. Doi: 10.3968/j.aped.1925543820120302.359 Arif L, Buntoro A, Sudarmoyo, Rubiandini R. 2001. Sifat-sifat rheologi lumpur

filtrasi rendah pada temperatur tinggi. Di dalam: Arif L, Buntoro A, Sudarmoyo, Rubiandini R, editor. Proceeding Simposium Nasional IATMI 2001; 2001 Oktober 3-5. Yogyakarta (ID): IATMI

[Direktorat jenderal Minyak dan Gas Bumi]. 2011. Buku apresiasi produksi dalam negeri (APDN)2011. Jakarta (ID): Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi.

Farid R. 2011. Sistem pengolahan limbah lumpur pengeboran minyak bumi di PT Cevron Pasific Indonesia Duri [Skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara

[Halliburton] Halliburton. 2006. Material Safety Data Sheet SF Base version 2.0. Houston Texas (US): Halliburton

[POC] Penrite Oil Company. 2008. Guide to Oils and Greases. Wantirna(AT): POC

Rubiadini R, A Widrajat, W Yakob, C Galih, Efrial D, Dimas Y. 2005. Oil based baru buatan dalam negeri yang tidak bersifat toksis untuk lumpur berbahan dasar minyak (OBM). Di dalam: Rubiadini R, A Widrajat, W Yakob, C Galih, Efrial D, Dimas Y, editor. Simposium Nasional Ikatan Ahli Teknik Perminyakan Indonesia; 2005 November 16-18; Bandung, Indonesia. Bandung (ID): IATMI. Hlm 1-9

Semar D. 2010. Lembaga Publikasi LEMIGAS. Jakarta (ID): Grafika LEMIGAS [Shell] Shell. 2006. Safety Data Sheet Shell GTL Saraline 185V version 2.0.

Surawak (MY): Shell

17 Suhascaryo N, Rubiandini R, Handayani SR. 2001. Studi laboratorum aditif temperatur tinggi terhadap sifat-sifat rheologi lumpur pemboran pada kondisi dinamis. Di dalam: Suhascaryo N, Rubiandini R, Handayani SR, editor. Proceeding of the 5th INAGA Annual Scientific Conference and Exhibitions; 2001 Maret 7-10. Yogyakarta (ID): IATMI