TEROBOSAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI RIG CBM LEMIGAS - BALITBANG ESDM. Panca Wahyudi S. dan Usman

(1)

Topik Utama

TEROBOSAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGI

RIG CBM LEMIGAS - BALITBANG ESDM

Panca Wahyudi S. dan Usman

Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

pancaw@lemigas.esdm.go.id

S A R I

Coalbed Methane (CBM) merupakan salah satu sumber daya energi strategis yang cukup potensial

dan diharapkan dapat membantu pasokan kebutuhan gas nasional dalam rangka diversifikasi energi. Potensi CBM Indonesia berdasarkan hasil studi Advance Research International (ARI) dengan Ditjen Migas dan Bank Pembangunan Asia tahun 2003 diperkirakan sebesar 453 Tcf (453x109

cubic feet). Potensi yang demikian besar telah menarik minat pelaku bisnis mengembangkan sumber

energi baru ini. Sampai dengan Juni 2013 telah ditandatangani 54 Wilayah Kerja (WK) CBM, akan tetapi sampai dengan tahun 2013 baru 11 KKS yang melakukan pemboran program corring dan baru 4 SKKS CBM yang sudah pada tahap Dewatering. Pengembangan lapangan CBM memerlukan biaya tinggi, salah satunya diakibatkan oleh belum banyak tersedia jenis Rig khusus CBM yang aman, efisien, handal dan murah.

Pada tahun 2013 dalam programnya SKK MIGAS mencanangkan sebagai tahun pemboran di mana tidak kurang dari 412 sumur CBM akan dibor hingga tahun 2015, data dari APMI (Asosiasi Pemboran Minyak Indonesia) menyatakan ketersediaan Rig yang ada di Indonesia belum bisa mencukupi untuk program pemboran SKK MIGAS. Berawal dari permasalahan tersebut Badan Litbang ESDM melalui LEMIGAS menginginkan agar industri manufaktur di Indonesia dapat membuat dan mengembangkan Rig CBM dengan nilai Total Komponen Dalam Negeri (TKDN) yang terus meningkat. Diharapkan perkembangan industri manufaktur Rig CBM dapat bersaing dengan produk luar dan berkembang sejalan dengan perkembangan industri CBM di Indonesia.

Desain pembuatan Rig CBM ini merupakan Prototipe Rig dengan perpaduan teknologi yang digunakan dalam Rig Migas dan Rig Tambang dengan spesifikasi kemampuan setara dengan Rig Migas berkapasitas 350 HP. Komponen TKDN telah mencapai lebih dari 40% pada pembuatan Rig CBM ini, meliputi beberapa bagian struktur Rig antara lain unit carrier rig yang terdiri dari chasis,

cabin, roda dan sistem elektrik telah dibuat dalam negeri, serta beberapa komponen pada peralatan

mesin, hidrolik, dan menara (mast). Unit pembawa Rig CBM (carrier) didesain dengan kondisi lebar jalan di Indonesia dan menggunakan sistem penggerak roda 8 x 8 dengan sistem otomatis, sehingga cocok dioperasikan pada medan berat dan berlumpur seperti kondisi geografis Indo-nesia.

(2)

Topik Utama

1. PENDAHULUAN

Dalam pengembangan industri CBM di Indone-sia jumlah kontrak kerja yang telah ditandatangani memperlihatkan perkembangan yang cukup menarik. Puncak minat investor terhadap industri CBM di Indonesia terjadi di tahun 2013 dengan telah adanya 54 kontrak kerja CBM yang sudah ditandatangani. Berdasarkan hasil studi Advance Research International (ARI) dengan Ditjen Migas dan Bank Pembangunan Asia tahun 2003 diperkirakan cadangan CBM sebesar 453 triliun kubik feet (Tcf) tersebar pada 11 cekungan di pulau Sumatra, Kalimantan, Sulawesi, dan Jawa (ARI, 2003). Sedangkan data terbaru cadangan CBM berdasarkan wilayah kerja aktif 2014 yaitu Sumatra (22 WK) sebesar 43,6 triliun kubik feet (Tcf) dan Kalimantan (32 WK) sebesar 94,8 triliun kubik feet (Tcf).

Tipikal produksi sumur gas CBM sangat berbeda dengan produksi sumur gas konvensional, dimana sumur gas CBM butuh waktu lama untuk mulai produksi dan laju alir relatif kecil, berkisar 0,2 juta standar kubik feet (MMscf) per hari. Sehingga akan diperlukan jumlah sumur yang sangat banyak untuk mencapai tingkat produksi ekonomis pengusahaan CBM.

Banyaknya jumlah sumur yang harus di bor per tahun membutuhkan dukungan ketersediaan rig dalam jumlah yang cukup. Selain kegiatan pemboran, masih diperlukan tambahan rig untuk menunjang kegiatan perbaikan dan kerja ulang sumur. Kebutuhan rig pemboran dan kerja ulang dengan kapasitas kecil sampai menengah akan menjadi sangat banyak bila pengusahaan lapangan CBM mulai masuk fase pengem-bangan.

Rig yang tersedia saat ini, umumnya jenis rig migas yang memiliki peralatan sangat komplek dan memerlukan jumlah awak rig yang banyak. Akibatnya biaya operasi pemboran dan kerja ulang sumur CBM menjadi sangat mahal. Penggunaan rig tambang yang relatif murah menjadikan satu alternatif yang dapat digunakan

untuk pemboran CBM. Dengan melakukan beberapa modifikasi yaitu penambahan peralatan blow out preventer (BOP), loading ram, dan substructure untuk meninggikan posisi meja bor. Akan tetapi Rig tambang (Gambar 1) memiliki banyak kelemahan salah satu diantaranya tentang kemampuan angkat rig yang sangat kecil, maksimum hanya sekitar 30 ton, sehingga rangkaian pipa bor yang digunakan tidak seperti halnya pada pemboran migas. Hanya saja rig tambang memiliki kelebihan dapat memberikan beban tekan ketika pelaksanaan

corring dilakukaan pada kedalaman yang masih

dangkal.

Gambar 1. Rig Tambang (brosur Cortech) Dari data APMI jumlah rig dengan kapasitas 351-500 HP hanya 83 unit atau 24% dari total kebutuhan. Jumlah tersebut hanya memenuhi rasio penyediaan sebesar 69% dari total kegiatan sumur CBM tahun 2014 yang mencapai 119 pro-gram kerja sumur. Jumlah rig pada kapasitas tersebut masih bersaing untuk kebutuhan kerja ulang sumur migas. Praktis tidak ada pilihan lain bagi KKKS CBM untuk menggunakan jenis rig migas yang umumnya memiliki kapasitas besar, peralatan yang komplek dan memerlukan jumlah awak rig yang banyak. Akibatnya biaya operasi pemboran dan kerja ulang sumur CBM menjadi sangat mahal. Hal ini menjadi salah satu faktor penyebab keekonomian pengusahaan CBM menjadi marginal, selain faktor regulasi dan tumpang tindih lahan, sehingga industri CBM nasional belum memperlihatkan gambaran yang menggembirakan.

(3)

Topik Utama

Berdasarkan peluang dan tantangan seperti

diuraikan di atas, Badan Penelitian dan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral melalui LEMIGAS mengembangkan

prototype rig CBM yang memenuhi standar

internasional, relatif murah, handal, dan mudah operasionalnya dengan tingkat kandungan lokal tinggi. Melalui kegiatan ini diharapkan dapat mendorong manufaktur rig CBM dalam negeri serta menunjang pengusahaan industri CBM yang mandiri, efisien, dan kompetitif dalam rangka memperkuat ketahanan energi dan mewujudkan kemandirian industri energi nasional.

2. KONSEP PENGEMBANGAN RIG CBM

Konsep yang diambil pada rancang bangun CBM adalah menggabungkan dua buah konsep antara Rig konvensional Migas dengan Rig Tambang, dengan mengambil spesifikasi keunggulan dari masing-masing jenis rig tersebut diharapkan dapat membangun sebuah Rig CBM yang murah, handal, ekonomis dan tangguh. Beberapa beberapa keunggulan yang ingin diambil seperti :

–

Rig dapat memberikan kemampuan angkat yang cukup besar.

–

Rig bisa memberikan beban tekan pada saat operasi pemboran/corring diluar berat rangkaian yang diberikan

–

Rig bisa dioperasikan pada lahan yang terbatas

–

Rig bisa dioperasikan dengan jumlah opera-tor yang sedikit/efisien

–

Rangkaian BOP bisa dipasang di bawah Rig

–

Rig dapat dimobilisasi dengan cepat, baik pada medan yang berat atau berlumpur

–

Mudah dan cepat dalam pelaksanaan Rig Up dan Rig Down-nya

–

Biaya pengoperasian Rig harus bisa lebih murah

Untuk dapat membangun Rig CBM yang unggul dan murah, maka beberapa upaya perancangan desain dilakukan dengan mengacu pada Rig CBM yang telah ada di pasaran dan menambah beberapa bagian untuk menjadikan Rig CBM

yang lebih unggul (Panca, W, dkk, 2013) di antaranya meliputi :

–

Operasional sistem putar pada Rig CBM dipilih mengguakan sistem Top Drive

–

Operasional naik turunnya Top Drive dijalankan dengan sistem hidraulik

–

Desain menara Rig CBM dipilih yang kompak agar bisa menahan beban lebih dari kemampuan kapasitas angkatnya

–

Tempat meja kerja/dudukan slip rangkaian pipa bor dapat diatur naik turun dengan ketinggian bisa mencapai 1,5 meter untuk tempat BOP

–

Chassis pada truk (carrier) harus mampu

menopang beban yang cukup berat

–

Truk dilengkapi dengan 4 bual axle yang mampu menopang berat Rig pada waktu operasional dan ditambah dengan 2 buah axle pada Rignya sendiri.

–

Truk berpenggerak 8x8 dengan engine yang dipilih dari Caterpilar Type C13 yang memiliki kapasitas tenaga 440 Hp @ 1800 rpm

–

Semua sistem digerakkan dengan

menggunakan sistem hidraulik.

3. RANCANG BANGUN RIG CBM

Rancang bangun sebuah Rig CBM yang telah dibangun oleh LEMIGAS melalui Petrodrill merupakan Rig yang mempunyai kemampuan setara dengan Rig konvensional 350 HP. Karena kebutuhannya untuk tujuan penghematan dalam pengembangan lapangan CBM, maka pengoperasiannya Rig CBM ini didesain untuk :

–

Bisa beroperasi pada lahan yang sempit,

–

Personil pengoperasian yang lebih sedikit,

–

Rig up dan Rig down yang lebih cepat dan

mudah

–

Perpindahan peralatan Rig yang sangat fleksibel

–

Pemakaian bahan bakar yang lebih hemat

Bila dilihat dari kedalaman rata-rata reservoir CBM di Indonesia yang berkisar antara 500 - 1200 meter, maka kemampuan Rig CBM yang dibangun harus bisa memenuhi kebutuhan untuk mengebor maupun corring pada kedalaman tersebut.

(4)

Topik Utama

Berikut spesifikasi Rig CBM yang dibangun bila

dibandingkan dengan Rig konvensional 350 HP

Diskripsi Rig CBM (Rancang Bangun) Rig Conventional Sistim Putar Rangkaian Pipa Bor Menggunakan Top Drive Menggunakan Rotari Table Sistim Angkat Rangkaian Pipa Bor Menggunakan Hydrolik dengan power pack Menggunakan ware line dengan bantuan draw work Kemampuan Cabut

Rangkaian Satu Join Dua Joint Lahan untuk

pengoperasian Lebih minim Luas Pekerja dalam

pengoperasian Sedikit (4 Orang) Banyak (7 orang) Tabel 2. Perbedaan Rig CBM dengan Rig

350 HP

Diskripsi Kemampuan Rig Rig CBM 350 HP

Drilling depth (3-1/2"DP), ft (m) 4921 (1500) 6561 (2000)

Drilling depth (4-1/2"DP), ft (m) 3280 (1000) 4921 (1500) Workover depth (2-7/8"

Tubing), ft (m) 8202 (2500) 11483 (3500)

Hook load, lb (ton) 132000 (60) 200000 (100)

Derrick net height, ft (m) 49 (15) 101 (31)

Power head speed, rpm 0 - 165 0 - 120

Tabel 1. Perbandingan spesifikasi Rig CBM dengan Rig 350

Yang membedakan antara Rig CBM yang dibangun dengan Rig konvensional 350 HP adalah dalam hal sistem pengoperasiannya seperti diperlihatkan pada Tabel 2.

3.1. Desain Rig Yang Dibangun

Desain Rig CBM yang dibangun terdiri dari 2 komponen utama, yaitu truk pembawa dan unit menara, adapun gambar dari desain Rig CBM yang telah dibuat ditunjukkan pada Gambar 2.

Bagian-bagian terdiri dari :

1. Chassis

2. Power System

3. Mash

4. Rotating Operation Platform

5. Top Drive Power Head

6. Injection System

7. Mud Circulation Line

8. Hydrolic Control system

9. Lubrication System

10. Air System

11. Drill Pipe Converting device 12. Electric System

13. Raising and pressurization syastem 14. Hydraulic Crane

(5)

Topik Utama

Structure Type : Truck-mounted self-propelled

Drilling depth : 1000 M (φ4-1/2" flush drill pipe)

Lifting load : 132.000 Lbs

The power head torque

: 8.000 lbf.ft

Power head center hole diameter

: 76mm

The power head speed

: 0 - 165 RPM

Derrick net height : 15 M

The hydraulic winch capacity : 3 Ton Hydraulic system pressure : 3.000 Psi Hydraulic system maximum flow rate

: 700 L/min

Injecting pump capacity

: 75 L/min

Lubricating oil pump capacity

: 0.24--18.9 L/min

Chassis driven type : 8 x 8

Engine power : 440 HP/1800 RPM

Minimum ground clearance

: 435 MM

Maximum speed : 63 Km/ h

Gambar 3. Proses Pembuatan Chassis Rig CBM

3.2. Spesifikasi Rig CBM

Spesifikasi dari Rig CBM yang dibangun mengacu pada spesifikasi Rig konvensional dan Rig Tambang. Hanya saja model dan sistem kerja dari Rig yang dibangun menggabungkan antara kedua buah rig tersebut, seperti menara yang dibangun mengacu pada konsep menara yang masif dan lebih simpel, akan tetapi sistem peralatan penyambungan pipa pada saat pemboran mengacu pada Rig tambang atau Rig konvensional moderen. Berikut beberapa Spesifikasi peralatan Rig yang dibangun:

3.3. Pelaksanaan Rancang Bangun Rig CBM Rig CBM yang dibangun mengacu pada standar API (Spec 4E-F). Proses pabrikasi dilakukan di

warehouse Petrodrill, Dawuan Cikampek, Jawa

Barat. TKDN yang digunakan dalam pembangunan prototipe Rig CBM LEMIGAS sudah mencapai 40% dan diharapkan dapat terus meningkat jika telah memasuki fase pabrikasi komersial.

Adapun beberapa komponen yang sudah tersedia dan dikerjakan dalam negeri diantaranya • Unit Carrier (Chassis)

–

Semua rangka chassis termasuk lantai truk, tangki bahan bakar

–

Pelek dan Ban

–

Kabin

–

Instrumen elektrik and kontrol

• Transmission System

–

Pipa Transmisi

–

Fuel System

• Mast, beberapa komponen koneksi dan

flexible house

• Crane, kabel sling

• Lubrication System, minyak hydraulic

• Operate Console, beberapa komponen

sudah pakai komponen dalam negeri

• Electrical System, beberapa komponen

elektrik sudah menggunakan komponen dalam negeri

(6)

Topik Utama

Gambar 4. Pemasangan dan penyetelan axle

Gambar 5. Pemasangan cabin pada chassis truk

Gambar 6. Instalasi menara pada unit truk

Gambar 7. Rig CBM LEMIGAS

Gambar 3 sampai dengan Gambar 6 menunjukkan proses pembuatan Rig CBM sampai dengan isntalasi menara pada unit truk, sedangkan Gambar 7 menunjukkan Rig yang sudah siap untuk dioperasikan.

Beberapa rangkaian uji coba terhadap Rig CBM yang telah dilakukan meliputi:

–

dalam hal mobilisasi menempuh perjalanan cukup jauh sepanjang 4 x 68 km dengan kecepatan rata-rata 60 km/jam tanpa mengalami kendala

–

kecepatan Rig up dan Rig down hingga sempurna berdiri dibutuhkan waktu kurang dari 30 menit.

–

kecepatan untuk menyambung dan melepas pipa bor dari pape rack hingga terpasang sempurna memerlukan waktu kurang dari 3 menit.

–

beban angkat hingga kapasitas 60 ton tidak ada kebocoran pada sistim hidrolik.

–

memiliki radius putar minimal 40 meter

Rig CBM Lemigas yang dibangun telah telah lulus uji fungsi dan uji beban serta sudah mendapatkan surat SKPI (Sertifikat Kelayakan Penggunaan Instalasi) dari MIGAS dan siap untuk dioperasikan di lapangan.

(7)

Topik Utama

4. MANFAAT

Rig CBM Lemigas yang telah dibangun dapat dijadikan sebuah contoh prototipe Rig CBM yang memiliki banyak kelebihan dibandingkan Rig tambang dan banyak kemudahan dalam pengoperasiannya dibandingkan dengan Rig konvensional. Untuk pelaksanaan mobilisasi dari sumur ke sumur ataupun jarak tempuh yang cukup jauh Rig CBM ini tanpa memerlukan bantuan trailer untuk mengangkutnya dan telah diujicoba menempuh perjalanan cukup jauh sepanjang 4 x 68 km dengan kecepatan rata-rata 60 km/jam tanpa mengalami kendala. Untuk kecepatan Rig up dan Rig down hingga sempurna berdiri dibutuhkan waktu kurang dari 30 menit. Diharapkan dengan adanya prototipe Rig CBM ini penghematan biaya dari komponen waktu mobilisasi, rig up-rig down, waktu area lahan pemboran, dan jumlah crew dapat mencapai 25%.

Sejalan dengan progran pemboran dari SKK Migas dan perhitungan tingkat keekonomian pengembangan manufaktur CBM, diharapkan dapat mendorong target jangka menengah yang ingin dicapai yaitu tumbuhnya manufaktur rig CBM dalam negeri serta menunjang pengusahaan industri CBM yang mandiri, efisien, dan kompetitif dalam rangka memperkuat ketahanan energi dan mewujudkan kemandirian industri migas nasional.

5. KESIMPULAN

Dari pelaksanaan Perekayasaan Rancang Bangun dan Pembuatan Prototipe Rig CBM dapat disimpulkan sebagai berikut:

a. Desain pembuatan Rig CBM ini merupakan Prototipe Rig gabungan antara Rig Migas dan Rig Tambang dengan spesifikasi kemampuan setara dengan Rig Migas berkapasitas 350 HP yang mampu melakukan pemboran hingga kedalaman 1000 meter dengan menggunakan Drillpipe ukuran 4½ inch.

b. Komponen TKDN telah mencapai lebih dari 40% pada pembuatan Rig CBM ini, meliputi beberapa bagian struktur Rig antara lain

chassis, cabin, roda (unit carrier) dan sistem electrical telah dibuat dalam negeri, serta

beberapa komponen pada mesin, hidraulik, dan menara (mast).

c. Unit pembawa Rig CBM (carrier) ini didesain dengan kondisi lebar jalan di Indonesia dan menggunakan sistem penggerak roda 8 x 8, sehingga cocok dioperasikan pada medan berat dan berlumpur.

d. Kemampuan putar Top Drive disesuaikan dengan kebutuhan pemboran pada sumur CBM dengan kecepatan Put out speed : 0 -165 RPM dan Rated put out power : 8.000 lbf.ft, sehingga rig hasil rancang bangun mampu untuk operasi Pemboran maupun

Corring.

e. Kemudahan dan kecepatan dalam Rig Up dan Rig Down serta mobilisasi merupakan keunggulan yang ditawarkan pada unit prototipe Rig CBM hasil rancang bangun LEMIGAS - Badan Litbang ESDM.

DAFTAR PUSTAKA

Advanced Resources International, Inc (ARI), 2003, Indonesian Coalbed Methane, Asian Development Bank TA No. 3671-INO "Preparing a Gas Sector Development Plan Part B - Coalbed Methane", Arlington, Virginia, USA.

API Spec 4E, 1988, Specification For Drilling And

Well Servicing Structures, third edition,

1988.

API Spec 4F, 2008, Drilling and Well Servicing

Structures, third edition, 2008.

API Spec 7K,2010, Drilling and Well Servicing

Equipment, fifth edition, 2010.

API Spec 8C,2012, Drilling and Production

Hoisting Equipment, fifth edition, 2012.

Panca, W. dkk., 2013, Rancang Bangun dan Pengembangan Prototipe Rig CBM, Laporan