EVALUASI PERENCANAAN CASING PEMBORAN SUMUR MINYAK SPA DZ-8 LAPANGAN WILL
William Pattynama1), Lestari2), Rizki Akbar3)
1) Mahasiswa Program Studi Teknik Perminyakan Universitas Trisakti 2) Dosen Pembimbing I Program Studi Teknik Perminyakan Universitas Trisakti 3). Dosen Pembimbing II Program Studi Teknik Perminyakan Universitas Trisakti
[email protected] ABSTRAK
Pemasangan casing merupakan salah satu kegiatan pemboran yang berfungsi untuk mencegah permasalahan yang ada dalam kegiatan pemboran, seperti pipe stuck, loss circulation, kick/blow-out, dan runtuhnya dinding sumur. Penentuan casing setting depth menggunakan metode bottom-up dengan menggunakan sumur SP-7 sebagai offset well. Pada metode ini diperlukan data tekanan formasi (pore pressure), tekanan lumpur, dan juga tekanan rekah formasi yang akan di tembus pada saat melakukan pemboran.
Perhitungan yang digunakan dalam evaluasi ini menggunakan metode
Maximum Load dengan menghitung beban burst,collapse,tension. Beban
burst,collapse,tension untuk casing 20” berturut-turut sebesar 1724,58 psi; 1115,4 psi
dan 694641,98 lbs. Beban burst,collapse,tension untuk casing 13 3/8” berturut-turut sebesar 2948,34 psi, 1850,49 psi dan 706788,37 lbs. Beban burst,collapse,tension untuk casing 9 5/8” berturut-turut sebesar 5469,2 psi, 5720,57 psi dan 616257,52 lbs. Beban burst,collapse,tension untuk casing 7” berturut-turut sebesar 6374,57
psi,5469,2 psi dan 198663,05 lbs. Dengan tekanan-tekanan tersebut maka dapat
dipilih grade casing yang akan digunakan pada sumur SPA DZ-8.
Pada perencanaan casing yang dilakukan pada sumur SPA DZ-8 dipilih grade casing yang paling efektif,yaitu pada casing 20” digunakan grade K-55; 133 ppf; casing 13 3/8 digunakan grade J-55; 68 ppf, casing 9 5/8” digunakan grade L-80 HC; 47 ppf, casing 7” digunakan grade L-80 HC; 26 ppf.
Kata kunci : maximum load, grade casing, bottom-up method, offset well I. PENDAHULUAN
Pemboran adalah salah satu dari beberapa rangkaian kegiatan dalam industri minyak dan gas bumi. Kegiatan pemboran ini membutuhkan perencanaan dan evaluasi secara terperinci agar kegiatan ini berjalan dengan efektif dan efisien, salah satunya adalah dengan evaluasi perencanaan casing pemboran pada sumur SPA DZ-8 lapangan Pendopo ini. Kegiatan evaluasi casing ini dilakukan dikarenakan terdapat beberapa masalah yang terjadi pada saat kegiatan pemboran akibat grade casing yang tidak sesuai.
Pemilihan dan perencanaan casing pada dasarnya bergantung kepada kekuatan
casing dalam menahan tekanan yang diterima, selain itu dipilih juga berat casing dan nilai casing yang paling ringan sehingga akan menghilangkan muatan yang berlebih (over esign) dengan menjadikan faktor keamanan sebagai pertimbangan utama dibandingkan
keekonomisan. Selain itu suatu perencanaan casing sebaiknya dievaluasi ulang dengan melihat permasalahan-permasalahan yang ada pada sumur sekitarnya (offset well), sehingga casing yang dipilih merupakan casing yang paling aman dalam menahan pembebanan tekanan yang ada.
II. STUDI PUSTAKA
Setelah suatu pemboran sumur minyak dan gas bumi mencapai kedalaman tertentu, maka kedalam sumur tersebut harus dipasang casing yang kemudian disusul
loss, dan sebagainya. Tujuan utama dari perencanaan casing adalah mendapatkan rangkaian casing yang kuat untuk melindungi sumur, baik selama pemboran maupun produksi. Casing memiliki fungsi antara lain untuk mencegah gugurnya dinding sumur, mencegah terkontaminasinya air tanah oleh lumpur pemboran, menutup zona bertekanan abnormal dan zona loss, mencegah hubungan antar formasi produksi.
Sistem perencanaan casing meliputi beberapa faktor, diantaranya adalah tekanan formasi dan tekanan rekah. Selain kedua faktor tersebut, terdapat faktor lain yang harus diketahui dalam merencanakan casing pemboran, seperti permasalahan yang ada pada suatu sumur (drilling hazard). Hal terakhir yang juga perlu diketahui adalah pembebanan apa saja yang terjadi pada casing. Casing dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis:
Conductor Casing , Surface Casing , Intermediate Casing , Production Casing, Liner
III. Metodologi Penelitian
Gambar 1 dibawah ini merupakan gambar diagram alir studi evaluasi perencanaan casing sumur SPA DZ-8 :
Gambar 1 Flowchart evaluasi perencanaan casing sumur SPA DZ-8 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sumur SPA DZ-8 ini berlokasi di lapangan Pendopo, provinsi Sumatera Selatan. Dalam pengerjaan tugas akhir ini, sumur terdekat yang dijadikan sebagai acuan adalah sumur SP-7. Perhitungan tugas akhir ini menggunakan metode Maximum Load dengan melihat asumsi yang dipakai perusahaan saat perencanaan casing.
Data tekanan bisa didapatkan sebelum pemboran dan ketika pemboran berlangsung, namun dalam perencanaan sumur SPA DZ-8 yang merupakan sumur eksplorasi, data tekanan formasi dan tekanan rekah formasi didapat dari offset well. Dimana sumur SP-7 merupakan sumur yang di jadikan sebagai offset well dalam perencanaan sumur SPA DZ-8 ini karena adanya kesamaan lapisan yang ditembus serta stratigrafi lapangan yang sama.
4.1 Penentuan Casing Setting Depth
Penentuan titik kedalaman casing atau casing setting depth menggunakan bottom-
up method serta membutuhkan data, yaitu tekanan rekah, tekanan pori, lithology, dari
korelasi sumur SP-7 yang ada didekatnya. Hasil plot casing setting depth berdasarkan tekanan pori, tekanan rekah, dan berat lumpur seperti pada Gambar 2.
Gambar 2 Grafik Penentuan Casing Setting Depth Well SPA DZ-8
Pada Gambar 2 diatas menunjukkan hasil plot dari tekanan formasi (bagian kiri) vs tekanan rekah (bagian kanan). Data-data tekanan yang telah dikumpulkan, lalu di plot menggunakan kondisi equivalent mud weight (EMW) atau dengan satuan ppg (lb/g) agar lebih memudahkan ketika akan menentukan program densitas lumpur yang akan digunakan. Densitas lumpur yang digunakan akan berbeda beda untuk setiap kedalamannya, dengan syarat densitas lumpur yang digunakan harus lebih besar daripada tekanan formasi namun lebih kecil dari tekanan rekah formasi.
4.2 Penentuan Grade Casing
Evaluasi beban casing yang dilakukan untuk sumur SPA DZ-8 ini adalah dengan menggunakan metode Maximum Load dengan memperhatikan sumur SP-7 sebagai sumur referensi (offset well). Spesifikasi casing yang dipilih dapat dinyatakan aman apabila nilai safety factor p ada ketentuan lebih besar dibanding dengan nilai safety
4.3 Penentuan Surface Casing 20”
Pada dasarnya saat pemasangan surface casing umumnya belum di temukan tekanan-tekanan yang dapat menyebabkan kendala dan masalah, namun pada dasarnya dilakukan perhitungan terhadap tekanan yang dibutuhkan casing untuk mengantisipasi dan mencegah terjadinya adanya tekanan abnormal dan subnormal, Setelah melakukan pemilihan grade casing pada Casing Surface 20” pada sumur SPA DZ-8 berdasarkan dengan perhitungan tekanan yang ada maka dipilih casing yang paling efektif dan efisien yaitu dengan grade K-55, Nominal Weight 133 ppf dan jenis coupling BTC.
Pada perhitungan antara perbandingan kemampuan casing surface yang dipilih dengan tekanan yang akan dihadapi berdasarkan safety factor, maka didapatkan nilai untuk safety factor burst adalah 1,77 ; safety factor collapse 1,34;
safety factor tension 3,06. Setelah mendapatkan hasil tekanan pada burst 1724,58 psia, collapse 1115,4 psia, dan tension 694641,98 lbs. Hasil dari perhitungan tekanan casing
tersebut tidak boleh melebihi dari spesifikasi grade K-55 yaitu burst 3060 psia, collapse 1500 psia, dan tension 2123000 lbs dan karena hasil perhitungan tekanan tidak melewati dari batas ketahanan grade K-55 maka penggunaan grade casing K-55 dapat dikategorikan aman untuk digunakan.
4.4 Penentuan Intermediate Casing 13 3/8”
Casing intermediate 13 3/8 ” merupakan salah satu casing yang terpasang
sampai permukaan pada perencanaan casing design ini dengan panjang casing mencapai 3946 ft dan setelah melakukan hasil perhitungan terhadap tekanan yang akan dihadapi pada kedalaman 0 ft- 3900ft adalah burst 2948,34 psia, collapse 1850,49 psia, dan tension706788,37 lbs. Pada batasan safety factor digunakan nilai pada casing intermediate yaitu: pada burst 1,1; collapse 1,1; dan pada tension sebesar 1,8.
Setelah melakukan perhitungan pada nilai burst, collapse dan tension, maka dipilih
grade yang paling efektif dan efisien berdasarkan perbandingan kemampuan burst,
collapse dan tension pada casing 13 3/8” terhadap tekanan burst, collapse, dan
tension pada formasi yang dihadapi. Kemudian dipilih grade casing J-55; 68 ppf;
BTC. Dimana pada perhitungan perbandingan burst, collapse, dan tension pada formasi terhadap kemampuan casing didapat nilai untuk safety factor pada grade casing tersebut adalah burst 1,17; collapse 1,05; dan tension 1,61 dan memenuhi batasan minimum safety factor yang telah ditetapkan. Tekanan yang diterima oleh casing tidak boleh melebihi dari spesifikasi grade J-55 yaitu burst 3450 psia, collapse 1950 psia, dan
tension 1140000 lbs dan karena hasil perhitungan tekanan tidak melewati batas
ketahanan grade J-55 maka penggunaan grade casing J-55 dapat dikategorikan aman untuk digunakan.
4.5 Penentuan Intermediate Casing 9 5/8”
Setelah melakukan perhitungan pada nilai burst, collapse dan tension, pada casing Intermediate II 9 5/8”, maka dipilih grade yang paling efektif dan efisien berdasarkan perbandingan kemampuan burst, collapse dan tension pada
casing 9 5/8” terhadap tekanan burst, collapse dan tension pada formasi tersebut.
Kemudian dipilih grade casing L-80 HC; 47 ppf; BTC. Dimana pada perhitungan
burst, collapse, dan tension didapatkan nilai burst 5469,2 psia, collapse 5720,57 psia,
dan tension 616257,5 lbs dengan perbandingan nilai safety factor dengan grade
casing L-80 HC adalah burst 1,26; collapse 1,24; dan tension 2 dan memenuhi
batasan minimum safety factor yang telah ditetapkan.
Tekanan yang diterima oleh casing tidak boleh melebihi dari spesifikasi grade L-80 HC yaitu burst 6870 psia, collapse 7100 psia, dan tension 1234000 lbs dan karena hasil perhitungan tekanan tidak melewati dari batas ketahanan grade L-80 HC maka penggunaan grade casing L-80 HC dapat dikategorikan aman untuk digunakan.
4.6 Penentuan Liner Casing 7”
Casing Liner 7” di pasang dengan total panjang casing 645,34 ft. Dimana
setelah melakukan perhitungan pada kedalaman 7100 ft- 7842 ft diperoleh hasil burst 5469,20 psia, collapse 6373,97 psia, dan tension sebesar 196648,72 lbs. Adapun pada casing liner 7” digunakan batasan safety factor pada burst 1,1; collapse 1,1; dan pada tension 1,8.
Setelah melakukan perhitungan pada nilai burst, collapse dan tension, maka dipilih grade yang paling efektif dan efisien berdasarkan perbandingan kemampuan
burst, collapse dan tesion pada casing liner 7” terhadap tekanan burst, collapse dan
tension pada formasi yang dihadapi . Kemudian dipilih grade casing liner L-80 HC; 26
ppf; BTC. Dimana pada perhitungan perbandingan burst, collapse, dan tension pada formasi terhadap kemampuan casing liner didapat nilai untuk safety factor pada grade
casing tersebut adalah burst 1,32; collapse 1,22; dan tension 3,54 dan memenuhi
batasan minimum safety factor yang telah ditetapkan sebelumnya.
Tekanan yang diterima oleh casing tidak boleh melebihi dari spesifikasi grade L-80 HC yaitu burst 7240 psia, collapse 7L-800 psia, dan tension 696000 lbs. dan karena hasil perhitungan tekanan tidak melewati dari batas ketahanan grade L-80 HC maka penggunaan grade casing L-80 HC dapat dikategorikan aman untuk digunakan. Tabel 1 berikut merupakan hasil evaluasi antara casing design perusahaan dan casing
design baru.
Tabel 1 Casing Program Perusahaan dan Casing Program Hasil Evaluasi
SECTION SP-7 WELL SPA DZ-8 WELL
1
Hole 36" from 0 to 328 ft Hole 36" from 0 to 250 ft
Casing 30" stove pipe Casing 30" stove pipe
Mud program 8,2-8,4 ppg Mud program 8,2-8,4 ppg 2
Hole 26" from 0 to 1312 ft Hole 26" from 0 to 1500 ft
Casing 20" K-55, 94 ppf Casing 20" K-55, 133 ppf
Mud program 9,16-10,41 ppg Mud program 9-10 ppg 3
Hole 17 1/2" from 0 to 4922 ft Hole 17 1/2" from 0 to 6300 ft
Casing 13 3/8" K-55, 61 ppf Casing 13 3/8" J-55, 68 ppf
Mud program 10,41-12,49 ppg Mud program 10-12 ppg 4
Hole 12 1/4" from 0 to 7290 ft Hole 12 1/4" from 0 to 7445 ft
Casing 9 5/8" N-80, 43,5 ppf Casing 9 5/8" L-80 HC, 47 ppf
Mud program 10,41-11,66 ppg Mud program 10-13 ppg
5
Hole 8 1/2" from 7061 to 7842 ft Hole 8 1/2" from 7239 to 7884 ft
Casing 7" N-80, 26 ppf Casing 7" L-80 HC, 26 ppf
Mud program 8,41-8,74 ppg Mud program 12,5-13 ppg V. KESIMPULAN
Setelah dilakukan evaluasi perencanaan casing pada sumur SPA DZ-8 dengan pertimbangan secara teknis, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: a. Penentuan titik kedalaman casing menggunakan grafik tekanan pori dan
tekanan rekah, dengan mempertimbangkan kondisi formasi yang ditembus. Hasil dari penentuan casing setting depth, yaitu terdapat 4 rangkaian casing yang digunakan, dimana surface casing 20” diset pada kedalaman 0-1500 ft, intermediate
casing I 13 3/8” pada kedalaman 0-3900 ft, intermediate casing II 95/8” pada
untuk casing 20” berturut-turut sebesar 1724,58 psi; 1115,4 psi dan 694641,98
lbs. Beban burst,collapse,tension untuk casing 133/8” berturut-turut sebesar
2948,34 psi, 1850,49 psi dan 706788,37 lbs. Beban burst,collapse,tension untuk
casing 9 5/8” berturut-turut sebesar 5469,2 psi, 5720,57 psi dan 616257,52 lbs.
Beban burst,collapse,tension untuk casing 7” berturut-turut sebesar 6374,57 psi, 5469,2 psi dan 198663,05 lbs. Dengan menggunakan korelasi yang ada pada tekanan-tekanan tersebut maka dapat di lakukan pemilihan grade casing yang akan digunakan pada sumur SPA DZ-8.c. Grade casing yang dipilih bergantung kepada perhitungan beban burst, collapse, dan tension yang terjadi terhadap
casing. Surface casing 20” dengan grade K-55 94 ppf yang dipilih perusahaan
perlu diganti dengan casing K-55 133 ppf karena tidak mampu menahan beban tekanan yang ada; begitupun intermediate casing I 13 3/8” dengan grade K-55 61 ppf perlu diganti dengan casing J-55 68 ppf; intermediate casing II 9 5/8” dengan
grade N-80 43,5 ppf perlu diganti dengan casing L-80 HC 47 ppf; dan production
Liner 7” dengan grade N-80 26 ppf perlu diganti dengan casing L-80 HC 26 ppf
dikarenakan casing tersebut lebih mampu menahan beban tekanan burst, collapse,
tension yang ada, maka dinyatakan aman untuk digunakan pada sumur SPA DZ-8.
DAFTAR PUSTAKA
Alaminia, 2013, Drilling Engineering 3rd edition, Kuwait.
Byrom, 2015, Casing and Liners for Drilling Completion, Oxford, Gulf Professional Publishing.
Preston, 1986, Drilling Practices Manual Rabia, 2001, Oilwell Drilling Engineering
Principles and Practice, London, Graham & Trotman.
Rahman, 1995, Casing Design Theory and Practice ,Amsterdam, Elsevier Science, hl.1-25
Rubiandini, 2010, Casing Design Dasar Teknik Pemboran, vol. A, hl. 1- 54. Rubiandini, 2010, Casing Design Parameter, vol. B.
Rubiandini, 2012, Teknik Operasi Pemboran, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Watt, 2017, Heriott Watt Drilling Engineering, United Kingdom.
