Bab Vii Sistem Penyemenan

(1)

BAB VII

SISTEM PENYEMENAN ( CEMENTING SYSTEM )

7.1. TEORI DASAR

Penyemenan suatu sumur merupakan salah satu faktor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi pemboran. Berhasilnya atau tidaknya suatu pemboran, diantaranya tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

1. Peralatan di atas permukaan (surface equipment) 2. Peralatan di bawah permukaan (subsurface equipment)

7.1.1 Peralatan Diatas Permukaan

Peralatan penyemenan di atas permukaan meliputi : a. Cementing unit

Adalah suatu unit pompa yang mempunyai fungsi untuk memompakan bubur semen dan lumpur pendorong dalam proses penyemenan.

Cementing unit terdiri dari :

o Tangki semen : untuk menyimpan semen kering.

o Hopper : untuk mengatur aliran dari semen kering dan air yang ditempatkan bersama-sama dalam hopper, sehingga akan menghasilkan bubur semen yang benar-benar homogen.

(2)

o Jet Mixer : untuk mengaduk semen kering dan air yang ditempatkan bersam-sama dalam hopper, sehingga akan menghasilkan bubur semen yang benar-benar homogen.

o Motor penggerak pompa dan pompa : berfungsi untuk memompa bubur semen.

Jenis-jenis cementing unit :

1. Truck mounted cementing unit 2. Marine cementing unit

3. Skit mounted cementing unit b. Flow line

Merupakan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan bubur semen yang dipompakan dari cementing unit ke cementing head.

c. Cementing head

Berfungsi untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk ke lubang bor. Ada dua type cementing head, yaitu :

1. Mac clatchie cementing head. Merupakan type cementing head yang cara penggunaannya (pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug) dengan jalan membuka dan memasang kembali.

2. Plug container. Type ini lebih praktis dari mac clatchie, karena pada plug container ini memasangnya top plug dan bottom plug tidak perlu membukanya, akan tetapi sudah terpasang sebelumnya.

7.1.2 Peralatan Dibawah Permukaan

(3)

a. Casing

Merupakan pipa selubung yang berfungsi untuk :

o Melindungi lubang bor dari pengaruh-pengaruh fluida formasi dan tekanan-tekanan di sekitarnya.

o Melindungi lubang bor dari keguguran.

o Memisahkan formasi produktif satu dengan lainnya.

o Bersama-sama memperkuat dinding lubang bor serta mempermudah operasi produksi nantinya.

Jenis-jenis casing : 1. Conductor casing 2. Intermediate casing 3. Production casing Spesifikasi casing 1. Diameter : 26”, 20”, 13 3/8”, 9 5/8”, 7” dst. 2. Grade : p. 110, h. 40, j. 55, n. 80. 3. Panjang : 30 ft/stand 4. Berat : 23 lb/ft, 26 lb/ft, 29 lb/ft 5. Thread : 4 thread/inch. 60” b. Centralizer

Untuk mendapatkan cincin semen yang baik (merata), casing harus terletak di tengah-tengah lubang, untuk itu casing dilengkapi dengan centralizer.

Fungsi centralizer :

(4)

o Menyekrap mud cake

o Mencegah terjadinya differential sticking.

Centralizer dibuat dari bahan baja, sehingga mampu mendorong casing di tengah-tengah lubang.

c. Scratchers

Adalah suatu alat yang dirangkaikan/dipasang pada casing dan berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake, sehingga didapat lubang bor yang bersih.

Ada dua jenis scratchers : 1. Rotation type wall scratcher 2. Reciprecasing type scratcher

Pemasangan scratcher pada casing pada umumnya dilas, tetapi dewasa ini dipasang dengan step collar atau clamps. Reciprecasing scratcher pada umumnya dipasang pada interval 15-20 ft sepanjang daerah yang disusun, sedang rotating scratcher pada zona produktif (porous).

d. Peralatan floating Terdiri dari :

1. Shoe : casing shoe/guide shoe, float shoe 2. Collar : guide collar, float collar

Ad (1) shoe Casing shoe

Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing dan dalamnya tidak terdapat valve (katub).

(5)

Casing shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing (running casing), agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor, shoe ini dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi (drillable).

Float shoe

Pada prinsipnya sama dengan casing shoe, hanya pada float shoe dilengkapi dengan valve (katub), yang berfungsi untuk :

o Mencegah aliran balik, mencegah blow out melalui casing pada waktu casing diturunkan.

o Mencegah aliran balik semen, setelah proses penyemenan selesai.

o Memperkecil beban menara, pada drilling line dan casing itu sendiri Jadi float ini hanya dapat mengalirkan semen/lumpur ke daerah saja (satu arah). Float shoe ini dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi.

Ad (2) collar

Merupakan suatu shock penahan yang dipasang beberapa meter di atas shoe, berfungsi untuk menahan bottom plug dan top plug.

Dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi (drillable). Ada dua jenis collar :

o Guide collar : tidak dilengkapi valve, sehingga tidak dapat menahan tekanan balik.

(6)

e. Shoe trach

Merupakan pipa casing yang dipasang antara shoe dan collar sepanjang satu batang atau lebih, tergantung dari ketinggian semen diannulus. Karena ketinggian semen di annulus akan menentukan perbedaan tekanan hidrostatik diluar dan didalam casing pada waktu memasukkan top plug. Shoe trach berfungsi untuk menampung bubur semen yang bercampur udara atau lumpur pendorong, agar tidak keluar annulus disekitar shoe.

f. Cementing plug 1. Bottom plug

Berfungsi untuk mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan bubur semen. Jadi untuk mendorong lumpur yang berada didalam casing dan memisahkan casing dari semen dan juga membersihkan mud film didalam dinding casing, pada bottom plug terdapat membran yang pada tekanan tertentu dapat pecah, sehingga semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus sampai mencapai tujuan yang diharapkan. Bottom plug terbuat dari bahan karet, pada bagian luar dan cast alluminium pada bagian dalamnya.

2. Top plug

Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa semen dalam casing. Alat ini sebagian besar terbuat dari karet dan pada bagian bawahnya digunakan plat alluminium dan tidak mempunyai membrane (selaput tipis). Apabila top plug ini sudah duduk (sampai pada bottom

(7)

plug) dibawah,maka tekanan pemompaan akan naik secara tiba-tiba (bumping pressure) dan pada saat itu pemompaan dihentikan.

7.1.3 Peralatan Pada Stage Cementing (Penyemenen Bertingkat) 7.1.3.1 Peralatan diatas permukaan

Pada stage cementing adalah sama dengan peralatan penyemenan yang telah dibahas di muka (primary cementing).

7.1.3.2 Peralatan dibawah permukaan a. Stage cementing collar

Berfungsi untuk melewatkan bubur semen setelah penyemenan pertama dilakukan (primary cementing).

Penyemenan bertingkat dilakukan bila :  Sumur terlalu dalam

 Formasi di atas dan di bawah zona yang disemen cukup kompak dan cukup jauh.

 Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat mengurangi biaya.

b. Cement basket

Letak di bawah stage cementing collar, berfungsi untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah dan ruang atas stage collar.

c. Trip plug

Setelah primary cementing selesai, maka dimasukkan trip plug. Plug ini berfungsi untuk membuka lubang pada stage cementing collar. Karena

(8)

beratnya, trip plug ini turun kebawah yang akhirnya mencapai sampai pada stage cementing collar (pada lower inner sleeve).

Dengan tekanan tertentu lower inner sleeve akan turun dan membuka lubang pada stage cementing collar disebut cementing ports.

d. Shut off plug

Setelah pendorongan bubur semen selesai, kemudian dimasukkan shut off plug yang berfungsi untuk menutup cementing port sehingga tidak terjadi aliran balik.

(9)

7.2 DESKRIPSI ALAT 7.2.1 Centralizer 7.2.1.1 Fungsi

o Menempatkan casing di tengah-tengah lubang

o Menyekrap mud cake

o Mencegah terjadinya differential sticking 7.2.1.2 Mekanisme Kerja

Centralizer ditempatkan diluar casing untuk menengahkan casing agar diperoleh cincin semen yang baik.

7.2.1.3 Spesifikasi

Tabel 7.2.1 Spesifikasi Centralizer

Size (in) _CentralizerProduct number_{Turbo centralizer}

2 155 – 20 157 – 20 2 ½ 155 – 25 157 – 25 3 ½ 155 – 35 157 – 35 4 ½ 155 – 45 157 – 45 4 ½ x 7 7/8 156 – 45 158 – 45 5 155 – 50 157 – 50 5 ½ 155 – 55 157 – 55 6 5/8 155 – 65 157 – 65 7 155 – 70 157 – 70 8 5/8 155 – 85 157 – 85 9 5/8 155 – 95 157 – 95 10 ¾ 155 – 10 157 – 10 13 3/8 155 – 13 157 – 13

(10)

7.2.2 Guide Shoe 7.2.2.1 Fungsi

Guide shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing, agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor.

7.2.2.2 Mekanisme Kerja

Ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing.

Table 7.2.2 Spesifikasi Guide Shoe Casing size

(in) Guide shoe

2 2 ½ 3 ½ 135 – 20 135 – 25 135 – 35 4 4 ½ 5 135 – 40 135 – 45 135 – 50 5 ½ 6 5/8 7 135 – 55 135 – 65 135 – 70 7 5/8 8 5/8 9 5/8 135 – 75 135 – 85 135 – 95 10 ¾ 11 ¾ 13 ¾ 135 – 10 135 – 11 135 – 13

(11)

7.2.3 Float Shoe 7.2.3.1 Fungsi

Float shoe berfungsi untuk mencegah aliran balik pada waktu casing diturunkan, mencegah aliran balik semen, dan memperkecil beban menara, pada drilling line dan casing itu sendiri.

Untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing (running casing), agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor. Floet shoe dilengkapi dengan valve (katub).

Table 7.2.3 Spesifikasi Fload Shoe Casing size

(in) Float shoe

2 2 ½ 3 ½ 125 – 20 125 – 25 125 – 35 4 4 ½ 5 125 – 40 125 – 45 125 – 50 5 ½ 6 5/8 7 125 – 55 125 – 65 125 – 70 7 5/8 8 5/8 9 5/8 125 – 75 125 – 85 125 – 95 10 ¾ 11 ¾ 13 ¾ 125 – 10 125 – 11 125 – 13

(12)

7.2.4 Bottom Plug 7.2.4.1 Fungsi

o Mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan bubuk semen

o Mendorong lumpur yang berada di dalam casing

o Memisahkan casing dari semen dan membersihkan mud film di dalam dinding casing.

7.2.4.2 Mekanisme

Mendorong lumpur di dalam casing dan dengan pecahnya membran maka semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus.

Table 7.2.4 Spesifikasi Bottom Plug

Casing size OD Length Wt

4 ½ 4 ¼ 8 ½ 2 5 ½ 5 8 ½ 2 ½ 6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4 7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼ 7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼ 8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼ 9 5/8 9 9 ¾ 7 ½ 10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8 11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13 7.2.5 Top plug 7.2.5.1 Fungsi

Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa semen dalam casing.

(13)

Top plug berada di atas bottom plug dipisahkan oleh bubur semen, setelah top plug ini sampai pada bottom plug maka tekanan akan naik secara tiba-tiba dan pada saat itu pemompaan dihentikan.

Tabel 7.2.5 Spesifikasi Top Plug

Casing size OD Length Wt

4 ½ 4 ¼ 8 ½ 2 5 ½ 5 8 ½ 2 ½ 6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4 7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼ 7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼ 8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼ 9 5/8 9 9 ¾ 7 ½ 10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8 11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13 7.2.6 Scratcher 7.2.6.1 Fungsi

Berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake sehingga didapat lubang bor yang bersih.

Dipasang pada bagian luar casing sehingga dapat membersihkan dinding lubang bor.

Table 7.2.6 Spesifikasi B & W Reciprocating scratchers & turbulators

Series Type Max OD = casing OD

(14)

EA 10 EA 20 EA 30 Slip on Latch on Split body Multi-flex clusters EA 14 Slip on (series of 4) 7”

Nu-Coil (Shoot wire) ECO5

EC15

EC16 close tolerance

Slip on Latch on

Slip on

5”

Nu-coil (long wire) EC 10 EC 20 Slip on Latch on 8” Turbulator ED 10 ED 20 Slip on Latch on 5 ½” 7.2.7 Cement Basket 7.2.7.1 Fungsi

Untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah stage collar dan bagian atas stage collar.

Letak dibawah stage cementing collar , menyekat ruang annulus antara ruang bawah dan bagian atas stage colar.

Tabel 7.2.7 Spesifikasi Cement Basket

Casing size 2 2 ½ 4 ½ 5 ½ 7 8 5/8

Expansion (in inches)

Minimum 3 7/8 4 ¼ 5 ¾ 6 ¾ 8 ¼ 10 ½

Maximum 8 10 12 14 16 18

(15)

7.2.8 Trip plug 7.2.8.1 Fungsi

Untuk membuka lubang pada stage cementing collar. 7.2.8.2 Mekanisme Kerja

Berat trip plug membuatnya turun kebawah sampai pada stage cementing collar (pada lower inner sleeve).

Tabel 7.2.8 Spesifikasi Trip Plug

Casing size OD Length Weight

4 ½ 4 ½ 8 ½ 2 5 ½ 5 8 ½ 2 ½ 6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4 7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼ 7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼ 8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼ 9 5/8 9 9 ¾ 7 ½ 10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8 11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13 12 ¾ 12 ¼ 12 ¼ 15 13 ¾ 12 ¾ 13 ¾ 15 16 16 16 ½ 35 18 5/8 18 ¼ 20 ½ 63

(16)

20 19 ¾ 20 ½ 63 7.2.9 Mac Clatchie Cementing Head

7.2.9.1 Fungsi

Untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk kedalam lubang bor 7.2.9.2 Mekanisme

Cara penggunaannya pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug dengan jalan membuka dan memasang kembali.

7.2.9.3. Spesifikasi

Tabel 7.2.9 Spesifikasi Mac Clathie Head

Casing Head, mm Weight, kg Test Pressure, psi

88.9 100 8000 114.3 105 8000 127.0 120 7000 139.7 125 8000 168.3 140 7000 7.2.10 Mixing Hopper 7.2.10.1 Fungsi :

Mixing Hopper merupakan peralatan yang berfungsi sebagai tempat untuk menambah additives ke dalam lumpur.

7.2.10.2 Mekanisme Kerja :

Mixing Hopper adalah peralatan yang bentuknya menyerupai corong. Melalui corong ini, additives padat ke dalam zat cair pengeboran pada waktu perawatan di dalam kolam Lumpur. Hopper Jet bekerja berdasarkan prinsip pakum atau ruang hampa. Hopper-hopper pencampuran ini dapat

(17)

mengerjakan 5 sampai 10 karung (sampai 400 Kg) bahan-bahan dalam semenit.

Tabel 7.2.10 Spesifikasi Mixxing Hopper

Length Overal 8 ft 0 in

High Overal 3 ft 4 in

Width Overal 5 ft 1 in

7.2.11 Casing 7.2.11.1 Fungsi

Untuk memperkuat dinding lubang bor dengan semen,, memisahkan zona produktif dan melindungi lubang bor dari keruntuhan.

Casing dipasang mulai dari permukaan yang disebut dengan surface acsing. Lalu memasang coductor casing, intermidiate casing dan yang terakhir pada zona formasi produktif adalah production casing, dimana semakin kedalam diameter casing semakin kecil.

(18)

Tabel 7.2.11 Spesifikasi Casing

Diameter Grade Panjang Berat Thread Size CDode Order 26” 20” 13 3/8” 9 5/8” 7” p 110 h 40 j 55 n 80 30 ft/stand 23 lb/ft 26lb/ft 29lb/ft 4 thread / in 4 ½ 5 8 5/8 133/4 16 5611-044 56011-050 56011-085 56011-133 56011-100

7.2.12 Stage Cementing Collar 7.2.12.1 Fungsi

Untuk melewatkan bubur semen setelah Primary cementing dan untuk menghindari tekanan pompa berlebihan.

Penyemenan bertingkat dilakukan bila sumur terlalau dalam dan formasi diatas dan dibawah zona cukup kompak dan jauh. Maka alat alat ini dapat digunakan pada saat kondisi tersebut.

Tabel 7.2.12 Spesifikasi Stage Cementing Collar

Normal Size Length (in) OD (in) Code

4 ½ 32 ¼ 5.1562 54001-54044

5 33 ¼ 6.0500 54001-54050

7 34 ¼ 82500 54001-54070

8 5/8 35 ¼ 10.000 54001-54085

(19)

Salah satu faktor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi pemboran adalah penyemenan. Berhasil tidaknya suatu pemboran, diantaranya tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang sumur, melindungi casing dari masalah-masalah mekanis dan fluida formasi yang bersifat korosif, serta untuk memisahkan zona yang satu dengan zona yang lain dibelakang casing.

Penyemenan condoctor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya kontaminasi fluida pemboran dengan formasi. Penyemenan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan formasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lost circulation. Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya aliran antar formasi dan mencegah terjadinya korosi pada casing.

Centralizer dan scratchers dipasang pada bagian luar casing untuk menengahkan casing (agar didapatkan cincin semen yang baik) dan membersihkan dinding lubang bor dari mud cake.

Perbedaan antara mac clatchie cementing head dengan plug container yaitu pada plug container bottom dan top plug sudah terpasang sebelumnya sedangkan pada mac clatchie cementing head bottom plug dan top plug belum terpasang.

7.4. KESIMPULAN

1. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

o Peralatan diatas permukaan

o Peralatan dibawah permukaan

(20)

o Cementing unit

o Flow line

o Cementing head

3. Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :

o Casing o Centralizer o Scratchers o Peralatan floating o Shoe trach o Cementing plug

4. Penyemenan bertingkat dilakukan bila :

o Sumur terlalu dalam