KATA PENGANTAR
Dengan nama Allah Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang. Shalawat serta salam atas Nabi Muhammad SAW. Salam keselamatan atas kita semua dan rahmat serta barokahNya untuk kita.
Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam, atas rahmat dan karunia akal sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Modified Radius of Curvature Sebagai Usulan Metode Perhitungan Hasil Survei Pemboran Berarah” ini.
Tulisan ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Perminyakan, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung. Tugas Akhir ini merupakan studi literatur yang menyangkut Pemboran Berarah.
Penulis, dengan izin Allah, banyak mendapatkan ilmu selama kuliah di Program Studi Teknik Perminyakan ITB, terutama saat melaksanakan Tugas Akhir, hal ini tak lepas dari segala dukungan dan do’a dari banyak pihak. Oleh karena itu, penulis sangat ingin mengucapkan terima kasih banyak kepada:
1. Allah yang telah menciptakan hamba-Nya dengan segala potensi dan hakikatnya sebagai makhluk, yang dimuliakan, diberi beban, diberi kebebasan memilih dan diberi balasan. “…Supaya kalian jangan berduka dari apa yang luput dari kalian dan supaya kalian tidak terlalu gembira terhadap apa yang diberikan-Nya pada kalian. Dan Allah tidak menyukai setiap orang yang sombong lagi membanggakan diri.” (QS Al Hadid: 23)
2. Dr. -Ing. Ir. Rudi Rubiandini Ria S, selaku pembimbing Tugas Akhir, yang telah banyak memberi dukungan dan ilmu,
3. Keluarga penulis, Ibu Sri Utami, Bapak Waluyo, Mas Siswo Eko Pranyoto, Mas Siswo Dwi Prayitno, dan Mas Siswanto Tri Prasetyo, yang selalu memberi dukungan moril dan materi, kehangatan dan tempat kembali yang nyaman,
4. Mas Ucok WR Siagian, selaku Ketua Program Studi Teknik Perminyakan,
5. Seluruh staf pengajar TM ITB yang telah memberikan banyak ilmu kepada penulis, 6. Seluruh staf Tata Usaha TM ITB, yang selama 4 tahun lebih, telah membantu segala
macam administrasi bagi penulis,
Dina Silvi Noviana (12205036) 1 8. Seluruh manusia yang sedang membina dirinya menuju kebaikan dimanapun dan di
masa kapanpun. “…Perbuatan-perbuatan baik itu menghapus kesalahan-kesalahan. Itulah peringatan bagi orang-orang yang selalu mengingat. Dan bersabarlah, karena sesungguhnya Allah tidak menyia-nyiakan pahala orang yang berbuat kebaikan.” (QS Hud: 114-115),
9. Teman kost yang setia hidup berdampingan dengan penulis,
10.Resimen Mahasiswa Mahawarman Batalyon I/ITB dan seluruh penghuninya, tempat penulis mengambil banyak sekali pelajaran hidup dan segala hal dalam menghargai hidup,
11.Teman-teman di Keluarga Mahasiswa Muslim Minyak “al Bithruluu” yang tetap semangat dalam menjalani hari-hari,
12.Keluarga besar TM’05, terutama cemi-cemi dan teman-teman yang sering bertanya dan meneror,
13.Seluruh massa Patra, terutama para angkatan muda, yang membuat penulis bersemangat untuk mengejar ketinggalan,
14.Dan semua pihak yang terkait dalam pembuatan Tugas Akhir ini, dengan kerendahan hati penulis mohon maaf karena tidak bisa menuliskan satu per satu.
Saran dan kritik dari pembaca, sangat penulis harapkan karena penulis sadar benar bahwa Tugas Akhir ini tidak sempurna. Penulis mohon maaf yang sebesarnya atas segala kekurangan tulisan ini. Jikalau ada kebaikan yang bisa pembaca ambil maka kesempurnaan dan kebaikan hanya berasal dari Allah.
Bandung, Maret 2010
Dina Silvi Noviana 12205036
Dina Silvi Noviana (12205036) 2 MODIFIED RADIUS OF CURVATURE SEBAGAI USULAN METODE PERHITUNGAN
HASIL SURVEI PEMBORAN BERARAH Dina Silvi Noviana *
Dr.-Ing. Ir. Rudi Rubiandini R.S.**
Sari
Umumnya dalam perencanaan operasi pemboran, diusahakan untuk melakukan pemboran tegak lurus karena faktor ekonomi. Tapi dalam keadaan tertentu, pemboran vertikal tidak bisa dilaksanakan. Untuk itu kemudian muncul pemboran berarah. Dalam pemboran berarah, sangat sulit mempertahankan sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor agar tetap mengarah pada titik sasaran. Untuk itu dilakukanlah survei agar dapat ditentukan koordinat-koordinat titik survei tersebut dan memudahkan untuk mengarahkan kembali ke sasaran bila terjadi penyimpangan.
Ada beberapa metode yang digunakan untuk menghitung koordinat titik hasil survei. Dari semua metode itu, Radius of Curvature bisa dikatakan adalah metode yang paling mendekati keadaan lubang sumur. Karena di dalam prakteknya, alat-alat pembelok seperti turbo drill, dyna drill dan lain-lain menghasilkan lubang dengan belokan yang smooth, sehingga lebih tepat jika segmen lubang bor dianggap berupa busur lingkaran. Hanya saja, 5 dari 6 metode ini, termasuk Metode Radius of Curvature, belum memperhitungkan bahwa untuk menghindari kerusakan, alat survei tidak diletakkan di ujung bit tapi berada kira-kira ½-1 joint di atas bit. Metode Mercury, sebagai perbaikan Balanced Tangensial, adalah satu-satunya yang memperhitungkan letak alat survei ini. Secara logika hasil Metode Mercury lebih tidak akurat jika dibandingkan kalau ada suatu metode yang memperbaiki Radius of Curvature.
Oleh karena itu, penulis membuat rumusan baru sebagai perbaikan terhadap Radius of Curvature dengan menambahkan koreksi panjang alat survei, sebagaimana Metode Mercury memperbaiki Balanced Tangensial. Modified Radius of Curvature ini akan lebih berguna saat pemboran sangat membutuhkan keakuratan posisi, misalnya saat zona produksi tipis atau jika ada zona berbahaya.
Kata kunci: pemboran berarah, evaluasi hasil survei pemboran, Radius of Curvature, koreksi panjang alat survei pemboran
Abstract
In planning a drilling operations, it’s commonly to straight hole drilling cause economics. But in some situatios, there is no alternative to drilling a directional well. And it’s very difficult to make inclination and azimuth keep on to the target. So wells are surveyed to monitor the progress of the well. Actual directional data can be used to plot the course of the well and can then be compared with the planned course. Any deviation can be correctedand the well brought back to required direction3).
Various methods have been proposed for determining the well geometry from the measured survey data. Radius of curvature method is the one most accurate calcuations methods. Because this will then produce a smooth, circular arc. But just, 5 of 6 methods, includes radius of curvature didn’t calculate that surveying instruments didn’t located at bit.
Therefore, I make a new formula as repair to Radius of Curvature, added length of surveying instruments, alike Mercury repair Balanced Tangensial. This Modified Radius of Curvature will be more good for very require accuracy of positions, for example flimsy production zona or if there is dangerous zona.
Keyword : directional drilling, evaluation of drilling survey data, Radius of Curvature, corrective [of] drilling surveying instruments length
*) Mahasiswa Program Studi Teknik Perminyakan–Institut Teknologi Bandung
Dina Silvi Noviana (12205036) 3
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Umumnya dalam perencanaan operasi pemboran, selalu diusahakan untuk melakukan pemboran tegak lurus karena faktor ekonomi. Tapi dalam keadaan tertentu, pemboran vertikal tidak bisa dilaksanakan. Dengan didukung oleh perkembangan teknologi pemboran, kemudian muncul metode-metode pemboran baru seperti pemboran berarah dan pemboran horizontal.
Pada prinsipnya, pemboran berarah adalah suatu seni membelokkan lubang sumur untuk kemudian diarahkan ke suatu sasaran tertentu di dalam formasi yang tidak terletak vertikal di bawah mulut sumur.1)
Pada pemboran berarah, sangat sulit mempertahankan sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor agar tetap mengarah pada titik sasaran, sehingga dilakukanlah survei untuk dapat menentukan koordinat-koordinat titik survei sehingga mudah untuk mengarahkan kembali ke sasaran bila terjadi penyimpangan. Sedangkan operasi pemboran memerlukan modal besar, peralatan dan mesin yang mahal, jika terjadi kesalahan dalam mengarahkan ke target, tidak sedikit kerugian yang ditanggung.
Ada enam metode yang sudah ada yang digunakan untuk menghitung koordinat titik hasil survei. Dari semua metode ini, Radius of Curvature bisa dikatakan adalah metode yang paling mendekati keadaan lubang sumur. Karena di dalam prakteknya, memang alat-alat pembelok seperti turbo drill, dyna drill dan lain-lain dapat menghasilkan lubang dengan belokan yang kontinyu (smooth), sehingga lebih tepat apabila segmen-segmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran.1) Hanya saja, 5 dari 6 metode ini, termasuk Metode Radius of Curvature, belum memperhitungkan bahwa untuk menghindari kerusakan, alat survei tidak diletakkan di ujung bit tapi berada kira-kira ½-1 joint di atas bit. Metode Mercury, sebagai perbaikan Balanced Tangensial, adalah satu-satunya yang memperhitungkan letak alat survei ini. Secara logika hasilnya lebih tidak akurat jika
dibandingkan kalau ada metode yang memperbaiki Radius of Curvature.
Oleh karena itu, penulis merumuskan Modified Radius of Curvature sebagai perbaikan terhadap Radius of Curvature dengan menambahkan koreksi panjang alat survei, sebagaimana Metode Mercury memperbaiki Balanced Tangensial. Modified Radius of Curvature ini akan lebih berguna
saat pemboran sangat membutuhkan
keakuratan posisi, misalnya saat zona produksi tipis atau jika ada zona berbahaya.
Tujuan
Tujuan dari penulisan paper ini adalah menambahkan koreksi panjang alat survei pada Metode Radius of Curvature dalam perhitungan hasil survei pemboran berarah. Agar lebih tepat dalam mengevaluasi koordinat titik survei pemboran berarah. TEORI DASAR
Di dalam pemboran, sebenarnya selalu diinginkan lubang yang vertikal karena dengan lubang yang vertikal, kecuali operasinya lebih mudah, juga umumnya biayanya lebih murah daripada pemboran berarah. Jadi pemboran berarah hanya dilakukan karena alasan-alasan dan keadaan yang khusus saja. Adapun alasan dilakukannya pemboran berarah ini adalah: 1. Alasan topografis.
Pemboran berarah disini dilakukan apabila keadaan di permukaan tidak memungkinkan untuk mendirikan lokasi pemboran, misalnya:
a. Formasi produktif terletak di bawah paya-paya, sungai
b. Formasi produktif terletak di bawah bangunan-bangunan, perkotaan (Gambar 1) 2. Alasan geologis
Pemboran berarah disini dilakukan untuk menghindari kesulitan apabila dibor secara vertikal misalnya :
a. Adanya kubah garam (salt dome), b. Adanya patahan, (Gambar 2) 3. Alasan-alasan lain :
a. Pemboran yang dilakukan dengan sistem gugusan sumur (cluster system) untuk menghemat luasnya lokasi pemboran.
Dina Silvi Noviana (12205036) 4 b. Mengatasi semburan liar (blow out)
dengan relief well. (Gambar 3)
c. Menghindari garis batas di permukaan. d. Menyimpang dari garis lurus.
Gambar 1 Formasi Produktif Terletak di Bawah Perkotaan, Bangunan1)
Gambar 2 Pemboran Berarah Karena Patahan1)
Gambar 3 Relief Well1)
Sebagai gambaran sebenarnya, penampang horizontal suatu contoh sumur pemboran berarah dapat dilukiskan seperti terlihat pada Gambar 4
Gambar 4 Penampang Horizontal Suatu Pemboran Berarah1)
Titik dan garis patah di dalam Gambar 4 didapat setelah kita mengetahui koordinat titik tersebut dan titik ini disebut titik survey. Terlihat dalam gambar bahwa titik tersebut menyimpang dari garis AE (garis yang telah direncanakan). Sehingga dari titik tersebut kita membetulkan arah kembali ke arah semula. Demikian seterusnya dengan titik survey selanjutnya hingga dicapai sasaran.
Berikut ini adalah metode yang digunakan untuk mengevaluasi hasil survei pemboran.
1 Metode Tangential
Prinsip dari metode ini adalah menggunakan sudut inklinasi dan azimuth dari titik awal interval untuk menghitung vertical, depth, departure dan posisi. Prinsip dari metode tangential tersebut ditunjukkan oleh gambar 2.29 2 cosI MD VD 2 sinI MD H 2 2 2 sin sin sinA MD I A D E 2 2 2 sin cos cosA MD I A D N dimana :
MD : Pertambahan measured depth
VD : Pertambahan TVD
H : Pertambahan departure
N : Pertambahan koordinat arah utara
E : Pertambahan koordinat arah
Dina Silvi Noviana (12205036) 5 Gambar 2.29 Metode Tangential : (a)
Vertikal; (b) Horizontal 1)
2 Metode Balanced Tangential
Metode ini membagi dua interval dimana untuk bagian atas interval digunakan sudut inklinasi dan azimuth pada titik awal interval dan untuk bagian bawah interval digunakan sudut inklinasi dan azimuth pada titik akhir interval.
1 1 2 sinI MD D 2 2 2 sinI MD D 2 1 2 1 2 sinI sinI MD D D D 1 1 cos 2 I MD VD 2 2 2 cosI MD VD
Gambar 2.30 Metode Balanced Tangential : (a) Vertikal; (b) Horizontal 1)
2 1 2 1 2 cosI cosI MD VD VD VD 2 2 1 1 2 1 N D cosA D cosA N N 2 2 1
1cos sin cos sin 2 I A I A MD 2 2 1 1 2 1 E D sinA D sinA E E
= sin 1sin 1 sin 2sin 2
2 I A I A
MD
3 Metode Angle Averaging
Prinsip dari metode ini adalah menggunakan rata-rata sudut inklinasi dan rata-rata sudut azimuth dalam menghitung “vertical depth”, “departure” dan posisi. Perhitungan dengan menggunakan metode ini hampir sama dengan menggunakan metode tangential. 2 sin I1 I2 MD D 2 cos I1 I2 MD VD 2 sin 2 sin I1 I2 A1 A2 MD E 2 cos 2 sin I1 I2 A1 A2 MD N
4 Metode Radius of Curvature
Metode ini menganggap bahwa lintasan yang melalui dua station berbentuk kurva yang mempunyai radius of curvature tertentu. Prinsip perhitungan dengan menggunakan metode ini ditunjukkan oleh Gambar 2.31 1 2 1 2 sin sin 2 360 I I I I MD TVD 2 2 1 2 cos cos 2 360 I I I I MD H 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 4 sin sin cos cos 360 I I A A A A I I MD N 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 4 cos cos cos cos 360 I I A A A A I I MD E
Dina Silvi Noviana (12205036) 6
5 Metode Minimum of Curvature
Persamaan metode minimum of curvature hampir sama dengan persamaan metode balanced tangential, kecuali data survey dikalikan dengan faktorRF.
derajat Radian DL DL RF 2 tan 2 dimana : DL = dog-leg angle 1 2 2 1 1
2 sin sin 1 cos
cosI I I I A A CosDL RF I I MD TVD cos 1 cos 2 2 RF A I A I MD
N sin 1cos 1 sin 2cos 2
2 RF A I A I MD
E sin 1sin 1 sin 2sin 2
2
3.2.6. Metode Mercury
Metode mercury adalah perbaikan dari
metode balanced tangential dengan
memasukkan faktor koreksi panjang dari alat survey yang dipergunakan.
2 1 2 cos cos cos 2 I I STL I STL MD TVD 2 2 2 2 1
1cos sin cos sin cos sin 2 I A I A STL I A STL MD N 2 2 2 2 1
1sin sin sin sin sin sin 2 I A I A STL I A STL MD E dimana :
STL adalah panjang peralatan survey.
METODOLOGI PENELITIAN
Penurunan Rumus Modified Radius of Curvature
Dengan berbekal analisis matematis penurunan rumus dari Metode Balanced Tangential, Mercury dan Radius of Curvature, penulis kemudian menurunkan rumus Modified Radius of Curvature. Kemudian penulis membandingkan TVD yang dihasilkan Modified Radius of Curvature dengan TVD
desain (Build-Hold dan Build Hold Drop) sebagai validasinya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Selama ini seluruh metode, kecuali Metode Mercury, menganggap titik yang dibaca oleh alat ukur berada pada ujung bit. Padahal pada kenyataannya, alat pengukur kedalaman dan sudut (Inklinasi dan Azimuth) tidak berada pada ujung dari bit, karena efek getaran di bit akan merusak alat pengukur. Oleh karena itu, Metode Mercury kemudian muncul sebagai perbaikan dari Metode Balanced Tangential dengan menambahkan koreksi panjang alat. Beranjak dari penjelasan dosen mengenai hal inilah yang kemudian membuat penulis tergerak untuk mengusulkan rumus baru yang menambahkan koreksi panjang alat survei dengan base Metode Radius of Curvature (karena metode ini yang paling mendekati keadaan sebenarnya). Dengan berbekal penurunan rumus dari Metode Mercury yang menggunakan base Metode Balanced Tangential, penulis kemudian menganalogkan pada Metode Radius of Curvature. Tidak ada buku referensi yang menyebutkan berapa jarak antara bit dan alat pengukur ini, tetapi penulis mencoba mencari informasi dari ahli pemboran di lapangan. Pada umumnya, jarak antara ujung bit dan alat pengukur ini adalah setengah sampai satu joint yang artinya 15-30 feet.
Analisis secara matematis mengenai Modified Radius of Curvature bisa dilihat pada lampiran. Berikut ini adalah hasil dari Modified Radius of Curvature,
a. Jika ΔI≠0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1+ (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 - cosAi) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i)
(sin Ai - sinAi-1 )+ SLT.(sin Ii cos Ai) Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1)
Dina Silvi Noviana (12205036) 7 b. Jika ΔI≠0 dan ΔA=0
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai) + SLT. (sin Ii sin Ai)
Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai) + SLT. (sin Ii cos Ai)
Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) + SLT.cos Ii
c. Jika ΔI=0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1 + (sin Ii) (cos Ai-1 - cosAi) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (sin I i)
(sin Ai - sinAi-1 ) + SLT. (sin Ii cos Ai)
Zi = Zi-1+ cos Ii +
SLT.cos Ii
d. Jika ΔI=0 dan ΔA=0
Xi= Xi-1+ (sin I i)(sin Ai)
+ SLT. (sin Ii sin Ai)
Yi= Yi-1 + (sin I i)(cos Ai) + SLT. (sin Ii cos Ai)
Zi= Zi-1 + (cos Ii) +
SLT.cos Ii
Pada tabel 1 (lampiran), bisa dikatakan bahwa rumus ini akurat karena rata-rata galat antara Z(TVD) dari desain Buid-Hold dan Z(TVD) dari rumus ini adalah sebesar 0.028724%. Rumus ini akan sangat berguna jika pemboran berarah membutuhkan akurasi yang sangat tepat misalnya saat ketebalan zone produktifnya tipis atau saat menghadapi zone yang berbahaya. Pada tabel 2, merupakan perbandingan antar Radius of Curvature dengan Modified Radius of Curvature. Penulis membandingkan dengan Metode Radius of Curvature karena metode ini yang paling mendekati kondisi lubang bor. Dan hasilnya tidak jauh berbeda dengan desain, menghasilkan galat 0.0287%. Bila diamati besarnya galat ini dipengaruhi oleh besarnya
inklinasi. Oleh karena itu penulis mencoba memakai rumus ini pada desain Build-Hold dengan inklinasi maksimum 89°, dan galat rata-rata yang dihasilkan sebesar 0.0818% (lampiran tabel 3)
KESIMPULAN
1. Kita harus mengetahui koordinat titik survei di dalam suatu pemboran berarah. agar dapat dilakukan koreksi sudut azimuth yang terbentuk. Dan kemudian bisa diarahkan kembali ke sasaran jika terjadi penyimpangan
2. Perhitungan hasil survei selama ini dilakukan dengan metode Tangential, Balanced Tangential, Angle Averaging, Radius of Curvature, Minimum of Curvature dan Mercury. Lima metode terakhir cocok digunakan bila alat-alat pembelok yang digunakan dapat membuat lubang dengan lengkungan yang halus seperti Turbo Drill, Dyna Drill dan lain-lain sedangkan metode Tangential cocok digunakan jika alat yang digunakan seperti whipstock.
3. Dari keenam metode yang paling mendekati keadaan sebenarnya adalah Radius of Curvature karena dalam perhitungannya, segmen lubang bor dianggap sebagai busur lingkaran. Dan di dalam prakteknya, memang alat-alat pembelok seperti turbo drill, dyna drill dan lain-lain dapat menghasilkan lubang dengan belokan yang kontinyu (smooth), sehingga lebih tepat apabila segmen-segmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran.
4. Usulan metode baru dengan
menambahkan koreksi panjang alat pada Radius of Curvature menghasilkan galat rata-rata paling besar sebesar 0.09% jika dibandingkan dengan perencanaan pemboran berarah (Hold, Build-Hold-Drop)
5. Rumus ini akan sangat berguna jika pemboran berarah membutuhkan akurasi yang sangat tepat misalnya saat ketebalan
Dina Silvi Noviana (12205036) 8 zone produktifnya tipis atau saat
menghadapi zone yang berbahaya
6. Modified Radius of Curvature ini memiliki 4 kondisi yang harus diperhatikan dengan rumusnya masing-masing. Berikut ini Modified Radius of Curvature yang dibuat oleh penulis
a. Jika ΔI≠0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1+ (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 - cosAi) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i)
(sin Ai - sinAi-1 )+ SLT.(sin Ii cos Ai) Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1)
+ SLT.cos Ii
b. Jika ΔI≠0 dan ΔA=0
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai) + SLT. (sin Ii sin Ai)
Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai) + SLT. (sin Ii cos Ai)
Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) + SLT.cos Ii
c. Jika ΔI=0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1 + (sin Ii) (cos Ai-1 - cosAi) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (sin I i)
(sin Ai - sinAi-1 ) + SLT. (sin Ii cos Ai)
Zi= Zi-1+ cos Ii +
SLT.cos Ii
d. Jika ΔI=0 dan ΔA=0
Xi= Xi-1+ (sin I i)(sin Ai)
+ SLT. (sin Ii sin Ai)
Yi= Yi-1 + (sin I i)(cos Ai) + SLT. (sin Ii cos Ai)
Zi= Zi-1 + (cos Ii) +
SLT.cos Ii
INDEX
Ii = sudut inklinasi yang terbentuk pada titik ke- i
Ii-1 = sudut inklinasi yang terbentuk sebelum titik ke- i
Ai = sudut azimuth yang terbentuk pada titik ke- i
Ai-1 = sudut azimuth yang terbentuk sebelum titik ke- i
Xci = posisi east (E) yang terukur alat pada titik ke- i
Xci-1 = posisi east (E) yang terukur alat sebelum titik ke-i
Yci = posisi north (N) yang terukur alat pada titik ke-i
Yci-1 = posisi north (N) yang terukur alat sebelum titik ke-i
Zci = posisi vertikal (TVD) yang terukur alat pada titik ke-i
Zci-1 = posisi vertikal (TVD) yang terukur alat sebelum titik ke-i
Mci = measured depth (MD) yang terukur alat pada titik ke-i
Mci-1 = measured depth (MD) yang terukur alat sebelum titik ke-i
Xi = posisi east (E) bit pada titik ke-i Xi-1 = posisi east (E) bit sebelum titik ke-i Yi = posisi north (N) bit pada titik ke-i Yi-1 = posisi north (N) bit sebelum titik ke-i Zi = posisi vertikal (TVD) bit pada titik ke-i Zi-1 = posisi vertikal(TVD) bit sebelum titik
ke-i
Mi = measured depth (MD) bit pada titik ke-i Mi-1 = measured depth (MD) bit sebelum titik
ke-i
SLT = panjang alat survei dari bit
DAFTAR PUSTAKA
1. Rubiandini R.S, Rudi: TM-2231 Teknik Operasi Pemboran, Program Studi Teknik Perminyakan Institut Teknologi Bandung, 2008.
2. L. Tobing, Sanjon: Metode Perencanaan Pada Pemboran Berarah dan Analisa Matematis Terhadap Titik Survey,
Dina Silvi Noviana (12205036) 9 Kolokium I Jurusan Teknik Perminyakan,
ITB, 1987.
3. Rabia, H., Oilwell Drilling Engineering : Principles and Practice, Graham & Trotman Inc., 1985.
4. Yudiarto, Wing Bramono: Transformasi Survey Trajectory Pemboran Berarah Untuk Visualisasi Tiga Dimensi, Tugas Akhir Jurusan Teknik Perminyakan, ITB, 1999.
5. Bourgoyne, Jr., A.T, Millheim, K.K., Chenevert, M.E., and Young, Jr., F.S., Applied Drilling Engineering, First Printing, Society of Petroleum Engineerings, Richardson, TX, 1986.
Dina Silvi Noviana (12205036) 10
LAMPIRAN Analisis Matematis Metode Balanced Tangential2)
Y (utara)
C0 A
(Xo,Yo, Zo) X (timur)
I
S1
C1 (X1, Y1, Z1) Z (vertikal)
Gambar 1 Sketsa dua titik berurutan di dalam lubang bor (Metode Balanced Tangential) 2)
Pada gambar di atas dapat diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
1. Titik Co memiliki koordinat Co (Xo, Yo, Zo) dan koordinat C1 adalah (X1, Y1, Z1)
2. S1 adalah jarak dari Mo ke M1 (measured depth di titik Co sampai titik C1)
3. Kemiringan dan arah lubang bor pada Mo diberikan oleh Io dan Ao, pada M1 oleh I1 dan A1
Pada ketiga kondisi diatas, proses dianggap berulang dalam pembentukan titik-titik survey berikutnya, Mo, M1, M2, M3 dan seterusnya. Apabila kita perhatikan suatu titik M di dalam lintasan S maka akan didapat gambar sebagai berikut,
M
Vx I Vm
Vm M A Vy
Vh Vx
Gambar 2 Penampang vertikal (kiri) dan penampang horizontal (kanan) suatu titik survei di dalam lubang bor2)
Dina Silvi Noviana (12205036) 11 Jadi pada metode ini diperkenalkan notasi vektor di dalam analisisnya, dimana Vm dikenal sebagai Measured Velocity
Vz = cos I kita sebut dengan vertical velocity Vh = sin I kita sebut dengan horizontal velocity Vx = Vh . sin A = sin I . sin A kita sebut east velocity
Vy = Vh . cos A = sin I . cos A kita sebut north velocity
Jadi dapat kita definisikan pada titik Mo
Vx = sin Io . sin Ao ... 3.1
Vy = sin Io . cos Ao ... 3.2
Vz = cos Io ...3.3 Dan pada titik M1
Vx = sin I1. sin A1 ... 3.4 Vy = sin I1. cos A1 ... 3.5 Vz = cos I1 ... 3.6
Menurut Taylor H.L dan Mason C.M koordinat M1 dinyatakan oleh koordinat Mo dengan hubungan sebagai berikut2):
X1 = Xo + S1 γs (Ux + Vx)/ 2 ...3.7 Y1 = Yo + S1 γs (Uy + Vy)/ 2 ...3.8 Z1 = Zo + S1 γs (Uz + Vz)/ 2 ...3.9 Dimana : X: East Y: North
Z: TVD, true vertical depth S1: jarak dari Mo ke M1
γs: merupakan fungsi dari besarnya sudut perpotongan dua garis singgung yang melalui Mo dan M1
Ux: east velocity pada titik M1 Uy: north velocity pada titik M1
Dina Silvi Noviana (12205036) 12 Uz: vertical velocity pada titik M1
Vx: east velocity pada titik Mo Vy: north velocity pada titik Mo Vz: vertical velocity pada titik Mo Dari persamaan 3.1 s/d 3.3 didapatkan
Vx2 +Vy2 + Vz2 = sin2Io . sin2Ao + sin2Io . cos2Ao + cos2Io = sin2Io . (sin2Ao+ cos2Ao) + cos2Io = sin2Io . (1) + cos2Io = 1
Demikian pula untuk Ux2 +Uy2 + Uz2 = 1
Dan juga berlaku hubungan: cos ψ = =
dimana ψ adalah sudut antara garis singgung lubang bor pada Mo dan M1 cos ψ = =
perhatikan pers 3.7 s/d 3.9, untuk mendapatkan lintasan sepanjang S1 maka γs =
( )2 = 2 + 2. + 2 = 1 + 2. + 1 = 2 (1+ ) 2 = 2 (1+ cos ψ)
= 2 (1+ cos ψ)
γs = =
Sedangkan untuk metode Balanced Tangential, ψ diabaikan ψ = 0 sehingga γs = = 1
Kemudian disubstitusikan kembali ke pers 3.7 s/d 3.9
Xi = Xi-1 + - - (sin Ii-1sinAi-1 + sin Ii sin Ai) ... 3.10 Yi = Y i-1 + - - (sin Ii-1cosAi-1 + sin Ii cos Ai) ... 3.11 Zi = Z i-1 + + - - (cos Ii-1 + cos Ii) ... 3.12
Dina Silvi Noviana (12205036) 13
Analisis Matematis Metode Mercury2)
Metode ini merupakan perbaikan dari Metode Balanced Tangential dengan memasukkan faktor koreksi panjang alat survei yang digunakan. Nama Mercury sendiri diperoleh dari nama daerah di negara bagian Nevada, Amerika Serikat, dimana umumnya metode ini digunakan di dalam survei pemboran berarah di daerah tersebut.
Sebagai gambaran metode ini, perhatikan gambar berikut Mci-1 Mi-1 Mi-1 Ii-1 Ii-1 Mi Mci Ii Im Mi Alat survei
Gambar 3 Segmen lubang bor & alat survei/Metode Mercury (kiri) dan tanpa alat survei/Metode Balanced Tangential (kanan)
Posisi alat survei di dalam lubang bor yang digunakan untuk mengukur I dan A pada suatu titik survei dapat dilihat pada gambar di atas. Peralatan alat ukur dan kompas, tidak akan mungkin terletak di ujung alat pemboran (bit), karena getaran yang sangat bisa merusak alat tersebut. Sehingga pada kenyataannya, posisi yang diukur oleh alat adalah Mc bukan posisi bit terakhir (Mi). Dengan demikian perlu adanya koreksi terhadap panjang alat survei.
Untuk menganalisis hal tersebut, dari Mi-1 ke Mi kita bagi menjadi dua lintasan terlebih dahulu,
1. Lintasan Mi-1 ke Mci, pada lintasan ini dianggap berlaku rumusan analisis metode balanced tangential.
Dina Silvi Noviana (12205036) 14 2. Lintasan Mci ke Mi, dianggap berlaku rumus tangential karena sepanjang lintasan ini tidak
terjadi perubahan sudut I dan A yang diukur oleh alat survei. (Mc adalah titik tempat alat kompas pengukur berada) Rumusan analisis metode Balanced Tangential dapat ditulis sbb: Ci = C i-1 + ( -)M
Dimana Ci = koordinat titik ke-i dalam X, Y, Z M = jarak lintasan (dari Mi ke Mi-1)
C i-1 = koordinat titik M i-1 dala X, Y, Z Vmi = measured velocity pada titik ke-i Vmi-1= measured velocity pada titik ke-i-1 Dan nilai Vmi dan Vmi-1 sebesar,
sin Ii sinAi dan sin Ii-1sinAi-1 dalam arah X (east) sin Ii cosAi dan sin Ii-1cosAi-1 dalam arah Y (north) cos Ii dan cos Ii-1 dalam arah Z (vertical)
Pada lintasan Mi-1 ke Mc berlaku metode balanced tangential sehingga Cci - C i-1 = ( -)(Mci – Mi-1)
Cci = C i-1 + ( -)(Mci – Mci-1 - SLT) ... 3.13 Ket:
Cci = koordinat titik ke-i yang terukur oleh alat (dalam X, Y, Z) Cc i-1 = koordinat titik ke- i-1 yang terukur oleh alat (dalam X, Y, Z) Mi-1 = measured depth (MD) titik ke- i-1
Vmi = measured velocity pada titik ke-i Vmi-1 = measured velocity pada titik ke- i-1
Mci = measured depth (MD) yang terukur alat di titik ke- i Mci-1 = measured depth (MD) yang terukur alat di titik ke- i-1 SLT = panjang alat survei dari bit
Sedangkan dalam lintasan Mci ke Mi berlaku metode tangential sehingga
Dina Silvi Noviana (12205036) 15 Sehingga jika disubstitusikan 3.10 ke 3.11 maka didapatkan
Ci = C i-1 + ( -)(Mci – Mci-1 - SLT) + SLT.Vmi
Ubah M = Mi - Mi-1 dan Vm diubah ke dalam komponennya masing-masing (X, Y, Z) maka, Xi = X i-1 + (Mci - Mci-1 – SLT) ( - - ) + SLT.(sin Ii sinAi) ... 3.15 Yi = Y i-1 + (Mci - Mci-1 – SLT) ( - -) + SLT.( sin Ii cosAi) ... 3.16 Zi = Z i-1 + (Mci - Mci-1 – SLT) ( - ) + SLT.cos Ii ... 3.17
Analisis Matematis Metode Radius of Curvature2)
Metoda ini diperkenalkan oleh WILSON G.J pada tahun 1968, yang merupakan perbaikan dari metoda tangential. Tidak seperti pada metoda tangential, perencanaan ini tidak menganggap interval-interval lubang bor merupakan garis-garis lurus. Di dalam metoda ini, segmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran yang bersifat menyinggung di titik awal dan akhir suatu interval lubang bor yang mempunyai sudut kemiringan dan sudut arah tertentu. Karena di dalam prakteknya, memang alat-alat pembelok seperti turbo drill, dyna drill dan lain-lain dapat menghasilkan lubang dengan belokan yang kontinyu (smooth), sehingga lebih tepat apabila segmen-segmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran.
Di dalam perencanaannya pemboran berjalan pada suatu bidang datar dengan sudut arah tetap (Gambar 3.4) Z Y I dL X dZ A dS dY dX
Gambar 4 Sketsa dua titik survei yang berurutan pada lubang bor (Metode Radius of Curvature) 2)
Dina Silvi Noviana (12205036) 16 Anggap bahwa M dapat dibagi menjadi bagian-bagian kecil dL yang tidak terbatas kecilnya, sehingga,
= ...3.18
Anggap lengkungan i-1 sampai i merupakan lengkungan dengan perubahan sudut yang konstan
= = konstan
Cos I = ...3.19 Sehingga
= cos I ...3.20 Kemudian 3.20 diintegrasikan sepanjang i-1 sampai i
dZ = cos I . dI ...3.21 Zi – Zi-1 = (sin Ii - sinI i-1) ...3.22
Anggap lengkungan yang diproyeksikan di bidang horizontal berupa lengkungan yang konstan sehingga
= = konstan
sin I = ...3.23 Sehingga
= ...3.24 Kemudian 3.24 diintegrasikan sepanjang i-1 sampai i
dS = sin I. dI ...3.25 Si – Si-1 = (cos Ii-1 - cosI i) ...3.26 Sedangkan
sin A = ...3.27 cos A = ...3.28 = ...3.29
Dina Silvi Noviana (12205036) 17 = sin A ...3.30
dX = sin A . dA ...3.31 Xi – Xi-1 = (cos Ai-1 – cos Ai) ...3.32 Lalu dari hasil substitusi didapat
Xi – Xi-1 = (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 – cos Ai) ...3.33 Sedangkan
= ...3.34 = cos A . ...3.35 dY = cos A . dA ...3.36 Yi – Yi-1 = (sin Ai - sinA i-1) ...3.37
Kemudian disubstitusikan
Yi – Yi-1 = (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai - sinA i-1 ) ...3.38
Akhirnya kita dapatkan semua persamaan berikut:
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 - cosAi) ...3.39 Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai - sinAi-1 ) ...3.40 Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) ...3.41 dengan I dan A dalam л radian
Namun kita juga harus memperhatikan bahwa I dan A masih dalam radian sedangkan dalam prakteknya, satuan I dan A adalah °, maka dalam perhitungan harus dikalikan л/180.
Dan jika terjadi kasus dimana Ii = Ii-1 dan Ai = Ai-1, persamaan di atas harus diturunkan. Menurut Teorema L’Hospital:
Dina Silvi Noviana (12205036) 18 Demikian pula untuk
= = cos Ii
Hal ini juga analog untuk Ai = Ai-1
= cos Ai = sin Ai Sehingga persamaan kita menjadi:
1. Jika ΔI≠0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 - cosAi) ... 3.42 Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai - sinAi-1 ) ... 3.43 Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) ... 3.44 2. Jika ΔI≠0 dan ΔA=0
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai) ... 3.45 Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai) ... 3.46 Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) ... 3.47 3. Jika ΔI=0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1 + (sin I i) (cos Ai-1 - cosAi) ... 3.48 Yi = Yi-1 + (sin I i) (sin Ai - sinAi-1 ) ... 3.49 Zi = Zi-1 + (cos Ii) ... 3.50 4. Jika ΔI=0 dan ΔA=0
Xi = Xi-1 + (sin I i) (sin Ai) ... 3.51 Yi = Yi-1 + (sin I i) (cos Ai) ... 3.52 Zi = Zi-1 + (cos Ii) ... 3.53
Dina Silvi Noviana (12205036) 19
Penurunan Rumus Modified Radius of Curvature
Mci-1 Mi-1 Mi-1 Ii-1 Ii-1 Mi Mci Ii Im Mi Alat survei
Gambar 5 Segmen lubang bor & alat survei (kiri) dan tanpa alat survei/Metode Radius of Curvature (kanan)
pada analisis Modified Radius of Curvature ini, dari Mi-1 (Xi-1, Yi-1, Zi-1) ke Mi (Xi, Yi, Zi) kita bagi menjadi dua lintasan terlebih dahulu,
1. Lintasan Mi-1 ke Mci, pada lintasan ini berlaku rumusan analisis metode Radius of Curvature. 2. Lintasan Mci ke Mi, dianggap berlaku rumus tangential karena di sepanjang lintasan ini tidak
terjadi perubahan sudut I dan A yang diukur oleh alat survei.
Pada lintasan Mi-1 s/d Mci, Mi-1 = Mci-1 +SLT sehingga berlakulah rumus berikut 1. Jika ΔI≠0 dan ΔA≠0
Xci = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 - cosAi) Yci = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai - sinAi-1 ) Zci = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1)
2. Jika ΔI≠0 dan ΔA=0
Dina Silvi Noviana (12205036) 20 Yci = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai)
Zci = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) 3. Jika ΔI=0 dan ΔA≠0
Xci = Xi-1 + (sin I i) (cos Ai-1 - cosAi) Yci = Yi-1 + (sin I i) (sin Ai - sinAi-1 ) Zci = Zi-1 + (cos Ii)
4. Jika ΔI=0 dan ΔA=0
Xci = Xi-1 + (sin I i) (sin Ai) Yci = Yi-1 + (sin I i) (cos Ai) Zci = Zi-1 + (cos Ii)
Pada lintasan Mc ke Mi-1 berlaku rumus Balanced Tangential, perhatikan lagi gambar berikut dan gambar 4.2
M VH
I Vx
Vz Vm M A Vy
VH
Gambar 6 Penampang vertikal (kiri) dan penampang horizontal (kanan) suatu titik survei di dalam lubang bor1)
Mari kita perhatikan lagi penurunan rumus dari metode Tangential, dan gambar. Vz = cos I, kita sebut dengan vertical velocity Vh = sin I, kita sebut dengan horizontal velocity Vx = Vh . sin A = sin I . sin A, kita sebut east velocity
Vy = Vh . cos A = sin I . cos A, kita sebut north velocity
Maka pada lintasan Mc ke Mi ini berlaku persamaan Xi = Xc + SLT. (sin Ii sin Ai)
Yi = Yc + SLT. (sin Ii cos Ai) Zi = Zc + SLT.cos Ii
Dina Silvi Noviana (12205036) 21 Sehingga jika kita gabungkan dari lintasan M i-1 sampai dengan Mi, maka
1. Jika ΔI≠0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai-1 - cosAi) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai - sinAi-1 )+ SLT.(sin Ii cos Ai) Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) + SLT.cos Ii
2. Jika ΔI≠0 dan ΔA=0
Xi = Xi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (sin Ai) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (cos Ii-1 - cosI i) (cos Ai) + SLT. (sin Ii cos Ai) Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) + SLT.cos Ii
3. Jika ΔI=0 dan ΔA≠0
Xi = Xi-1 + (sin I i) (cos Ai-1 - cosAi) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (sin I i) (sin Ai - sinAi-1 ) + SLT. (sin Ii cos Ai) Zi = Zi-1 + cos Ii + SLT.cos Ii
4. Jika ΔI=0 dan ΔA=0
Xi = Xi-1 + (sin I i) (sin Ai) + SLT. (sin Ii sin Ai) Yi = Yi-1 + (sin I i) (cos Ai) + SLT. (sin Ii cos Ai) Zi = Zi-1 + (cos Ii) + SLT.cos Ii
dengan
Ii = sudut inklinasi yang terbentuk pada titik ke- i Ii-1 = sudut inklinasi yang terbentuk sebelum titik ke- i Ai = sudut azimuth yang terbentuk pada titik ke- i Ai-1 = sudut azimuth yang terbentuk sebelum titik ke- i
Dina Silvi Noviana (12205036) 22 Xci = posisi east (E) yang terukur alat pada titik ke- i
Xci-1 = posisi east (E) yang terukur alat sebelum titik ke- i Yci = posisi north (N) yang terukur alat pada titik ke- i Yci-1 = posisi north (N) yang terukur alat sebelum titik ke- i Zci = posisi vertikal (TVD) yang terukur alat pada titik ke- i Zci-1 = posisi vertikal (TVD) yang terukur alat sebelum titik ke- i Mci = measured depth (MD) yang terukur alat pada titik ke- i Mci-1 = measured depth (MD) yang terukur alat sebelum titik ke- i Xi = posisi east (E) bit pada titik ke- i
Xi-1 = posisi east (E) bit sebelum titik ke- i Yi = posisi north (N) bit pada titik ke- i Yi-1 = posisi north (N) bit sebelum titik ke- i Zi = posisi vertikal (TVD) bit pada titik ke- i Zi-1 = posisi vertikal (TVD) bit sebelum titik ke- i Mi = measured depth (MD) bit pada titik ke- i Mi-1 = measured depth (MD) bit sebelum titik ke- i SLT = panjang alat survei dari bit
Contoh 1
Perencanaan Pemboran Berarah dengan Metode Build-Hold dengan data yang diketahui,
BUR yang digunakan 2°/100 ft, KOP 1600, TVD target 4150 ft, N target sebesar 1107.369 ft, E target 1077.369 ft, panjang alat survei atau SLT=15 ft.
TVD desain bisa dihitung dengan menggunakan software directional drilling.
Sedangkan evaluasi pemboran menggunakan perhitungan dan menghasilkan data berikut ini: @ Mci-1= 0 Mci = 85, Ii-1 = 0 dan Ii = 0 maka secara langsung dapat ditetapkan
Zi = Mc+SLT = 85+15 = 100
@ Mci-1= 85 Mci = 185, Zi-1 = 100, Ii-1 = 0 dan Ii = 0 (ΔI = 0) maka berlaku rumus Zi = Zi-1 + cos Ii + SLT.cos Ii
Dengan plug in number,
Zi = 100+ cos 0 + 15.cos 0 Zi = 200
Dina Silvi Noviana (12205036) 23 @ Mci-1 = 1585 Mci = 1685, Zi-1 = 1600, Ii-1 = 0 dan Ii = 2 maka berlaku rumus
Zi = Zi-1 + (sin Ii - sinIi-1) + SLT.cos Ii Zi = 1600+ (sin 2 – sin 0) + 15.cos 2
= 1699.9736 ft
Tabel 1 Perbandingan Z yang dihasilkan Modified Radius of Curvature dan desain
M
(MD desain) (Inklinasi) I Modified ROC Z (TVD) Z (TVD) desain selisih Galat %
0 0 0 0 0 0 100 0 100 100 0 0 200 0 200 200 0 0 300 0 300 300 0 0 400 0 400 400 0 0 500 0 500 500 0 0 600 0 600 600 0 0 700 0 700 700 0 0 800 0 800 800 0 0 900 0 900 900 0 0 1000 0 1000 1000 0 0 1100 0 1100 1100 0 0 1200 0 1200 1200 0 0 1300 0 1300 1300 0 0 1400 0 1400 1400 0 0 1500 0 1500 1500 0 0 1600 0 1600 1600 0 0 1700 2 1699.9736 1699.98 0.006398 0.000376 1800 4 1799.81626 1799.84 0.023736 0.001319 1900 6 1899.40634 1899.45 0.043658 0.002298 2000 8 1998.6225 1998.7 0.077497 0.003877 2100 10 2097.34387 2097.47 0.126134 0.006014 2200 12 2195.45015 2195.62 0.169845 0.007736 2300 14 2292.82184 2293.06 0.238159 0.010386 2400 16 2389.34029 2389.64 0.299706 0.012542 2500 18 2484.88792 2485.27 0.382081 0.015374 2600 20 2579.34831 2579.82 0.471693 0.018284 2700 22 2672.60637 2673.17 0.563628 0.021085 2800 24 2764.54849 2765.21 0.661506 0.023922 2900 26 2855.06266 2855.84 0.777344 0.027219 3000 28 2944.03858 2944.94 0.901421 0.030609
Dina Silvi Noviana (12205036) 24 3100 30 3031.36786 3032.39 1.022139 0.033707 3200 32 3116.9441 3118.11 1.165896 0.037391 3300 34 3200.66305 3201.97 1.306953 0.040817 3400 36 3282.42269 3283.88 1.457309 0.044378 3500 38 3362.12342 3363.74 1.616576 0.048059 3600 40 3439.66814 3441.45 1.781856 0.051776 3700 42 3514.96237 3516.92 1.957626 0.055663 3800 44 3587.91438 3590.05 2.135621 0.059487 3900 46 3658.43528 3660.76 2.32472 0.063504 4000 48 3726.43916 3728.95 2.510844 0.067334 4100 50 3791.84316 3794.56 2.716843 0.071598 4200 52 3854.5676 3857.48 2.912403 0.0755 4300 54 3914.53606 3917.66 3.123945 0.07974 4400 56 3971.67547 3975.02 3.344529 0.084139 4500 58 4025.91623 4029.48 3.563773 0.088442 4539 58.776 4046.27185 4049.81 3.538147 0.087366 4600 58.776 4077.89335 4081.54 3.646646 0.089345 4700 58.776 4129.73188 4133.38 3.648121 0.08826 4732 58.776 4146.32021 4150 3.679792 0.08867 Rata-rata 0.02872
Dengan kasus yang sama, penulis membandingkan dengan Radius of Curvature . Tabel 2 Perbandingan Z yang dihasilkan Modified ROC dan ROC
MD terbaca
oleh alat I Z dengan ROC Modified ROC Z dengan selisih kesalahan
0 0 0 0 0 0 100 0 100 100 0 0 200 0 200 200 0 0 300 0 300 300 0 0 400 0 400 400 0 0 500 0 500 500 0 0 600 0 600 600 0 0 700 0 700 700 0 0 800 0 800 800 0 0 900 0 900 900 0 0 1000 0 1000 1000 0 0 1100 0 1100 1100 0 0 1200 0 1200 1200 0 0 1300 0 1300 1300 0 0 1400 0 1400 1400 0 0 1500 0 1500 1500 0 0
Dina Silvi Noviana (12205036) 25 1600 0 1600 1600 0 0 1700 2 1699.97969 1699.9736 0.006092 0.00037637 1800 4 1799.83758 1799.8163 0.021313 0.00131881 1900 6 1899.45199 1899.4063 0.045647 0.00229843 2000 8 1998.70157 1998.6225 0.079062 0.00387736 2100 10 2097.46539 2097.3439 0.121519 0.00601362 2200 12 2195.62312 2195.4502 0.172965 0.00773564 2300 14 2293.05518 2292.8218 0.233338 0.01038606 2400 16 2389.64286 2389.3403 0.302564 0.0125419 2500 18 2485.26848 2484.8879 0.38056 0.01537382 2600 20 2579.81554 2579.3483 0.467229 0.01828395 2700 22 2673.16884 2672.6064 0.562467 0.02108462 2800 24 2765.21465 2764.5485 0.666157 0.02392244 2900 26 2855.84083 2855.0627 0.778173 0.02721945 3000 28 2944.93696 2944.0386 0.898378 0.03060913 3100 30 3032.39449 3031.3679 1.026627 0.03370736 3200 32 3118.10687 3116.9441 1.162762 0.0373911 3300 34 3201.96967 3200.663 1.306618 0.04081715 3400 36 3283.88071 3282.4227 1.45802 0.04437766 3500 38 3363.74021 3362.1234 1.616783 0.04805889 3600 40 3441.45086 3439.6681 1.782714 0.05177632 3700 42 3516.91798 3514.9624 1.955611 0.05566309 3800 44 3590.04964 3587.9144 2.135262 0.05948722 3900 46 3660.75673 3658.4353 2.32145 0.06350376 4000 48 3728.9531 3726.4392 2.513947 0.0673338 4100 50 3794.55568 3791.8432 2.712519 0.07159837 4200 52 3857.48452 3854.5676 2.916923 0.07550016 4300 54 3917.66297 3914.5361 3.126911 0.07974007 4400 56 3975.0177 3971.6755 3.342228 0.08413868 4500 58 4029.47884 4025.9162 3.562609 0.0884425 4539 58.776 4049.92109 4046.2719 3.649235 0.08736576 4600 58.776 4081.54259 4077.8934 3.649235 0.08934487 4700 58.776 4133.38111 4129.7319 3.649235 0.08825999 4732 58.776 4149.96944 4146.3202 3.649235 0.0886697 Rata-rata 0.02872 Contoh 2
Tabel 2 berikut adalah hasil perhitungan Z (TVD) yang dihasilkan Modified Radius of Curvature dan desain, dengan kasus Metode Build Hold:
Dina Silvi Noviana (12205036) 26
KOP 1600
TVD 4500
N 3000
E 4000
Tabel 3 Perbandingan Z yang dihasilkan Modified Radius of Curvature dan desain Build-Hold
M (MD)
desain I Modified ROC Z (TVD) Z (TVD) desain selisih galat
0 0 0 0 0 0 100 0 100 100 0 0 200 0 200 200 0 0 300 0 300 300 0 0 400 0 400 400 0 0 500 0 500 500 0 0 600 0 600 600 0 0 700 0 700 700 0 0 800 0 800 800 0 0 900 0 900 900 0 0 1000 0 1000 1000 0 0 1100 0 1100 1100 0 0 1200 0 1200 1200 0 0 1300 0 1300 1300 0 0 1400 0 1400 1400 0 0 1500 0 1500 1500 0 0 1600 0 1600 1600 0 0 1700 2 1699.974 1699.98 0.006398 0.000376 1800 4 1799.816 1799.84 0.023736 0.001319 1900 6 1899.406 1899.45 0.043658 0.002298 2000 8 1998.623 1998.7 0.077497 0.003877 2100 10 2097.344 2097.47 0.126134 0.006014 2200 12 2195.45 2195.62 0.169845 0.007736 2300 14 2292.822 2293.06 0.238159 0.010386 2400 16 2389.34 2389.64 0.299706 0.012542 2500 18 2484.888 2485.27 0.382081 0.015374 2600 20 2579.348 2579.82 0.471693 0.018284 2700 22 2672.606 2673.17 0.563628 0.021085 2800 24 2764.548 2765.21 0.661506 0.023922 2900 26 2855.063 2855.84 0.777344 0.027219 3000 28 2944.039 2944.94 0.901421 0.030609 3100 30 3031.368 3032.39 1.022139 0.033707 3200 32 3116.944 3118.11 1.165896 0.037391
Dina Silvi Noviana (12205036) 27 3300 34 3200.663 3201.97 1.306953 0.040817 3400 36 3282.423 3283.88 1.457309 0.044378 3500 38 3362.123 3363.74 1.616576 0.048059 3600 40 3439.668 3441.45 1.781856 0.051776 3700 42 3514.962 3516.92 1.957626 0.055663 3800 44 3587.914 3590.05 2.135621 0.059487 3900 46 3658.435 3660.76 2.32472 0.063504 4000 48 3726.439 3728.95 2.510844 0.067334 4100 50 3791.843 3794.56 2.716843 0.071598 4200 52 3854.568 3857.48 2.912403 0.0755 4300 54 3914.536 3917.66 3.123945 0.07974 4400 56 3971.675 3975.02 3.344529 0.084139 4500 58 4025.916 4029.48 3.563773 0.088442 4600 60 4077.192 4080.98 3.787759 0.092815 4700 62 4125.441 4129.46 4.01896 0.097324 4800 64 4170.604 4174.86 4.256159 0.101947 4900 66 4212.626 4217.11 4.484381 0.106338 5000 68 4251.455 4256.19 4.734822 0.111246 5100 70 4287.045 4292.02 4.974791 0.115908 5200 72 4319.352 4324.58 5.227648 0.120882 5300 74 4348.337 4353.81 5.472754 0.1257 5400 76 4373.965 4379.69 5.725424 0.130727 5500 78 4396.203 4402.19 5.98688 0.135998 5600 80 4415.026 4421.27 6.244216 0.141231 5700 82 4430.41 4436.91 6.500365 0.146507 5800 84 4442.336 4449.1 6.76407 0.152032 5900 86 4450.79 4457.81 7.019861 0.157473 6000 88 4455.762 4463.04 7.278038 0.163074 6053 89.065 4456.98 4464.41 7.430104 0.16643 6100 89.065 4457.747 4465.17 7.423153 0.166246 6200 89.065 4459.379 4466.8 7.421342 0.166144 6300 89.065 4461.01 4468.43 7.419532 0.166043 6400 89.065 4462.642 4470.06 7.417722 0.165942 6500 89.065 4464.274 4471.69 7.415911 0.165841 6600 89.065 4465.906 4473.33 7.424101 0.165964 6700 89.065 4467.538 4474.96 7.42229 0.165863 6800 89.065 4469.17 4476.59 7.42048 0.165762 6900 89.065 4470.801 4478.22 7.418669 0.165661 7000 89.065 4472.433 4479.85 7.416859 0.16556 7100 89.065 4474.065 4481.48 7.415049 0.16546 7200 89.065 4475.697 4483.11 7.413238 0.165359
Dina Silvi Noviana (12205036) 28 7300 89.065 4477.329 4484.74 7.411428 0.165259 7400 89.065 4478.96 4486.37 7.409617 0.165158 7500 89.065 4480.592 4488 7.407807 0.165058 7600 89.065 4482.224 4489.64 7.415996 0.16518 7700 89.065 4483.856 4491.27 7.414186 0.16508 7800 89.065 4485.488 4492.9 7.412376 0.16498 7900 89.065 4487.119 4494.53 7.410565 0.16488 8000 89.065 4488.751 4496.16 7.408755 0.16478 8100 89.065 4490.383 4497.79 7.406944 0.16468 8200 89.065 4492.015 4499.42 7.405134 0.16458 8235 89.065 4492.586 4500 7.414 0.164756 Rata-rata 0.081793 Contoh 3
Hasil Perhitungan Z (TVD) yang dihasilkan Modified Radius of Curvature dan desain, dengan kasus Metode Build Hold Drop:
Bur 1 2°/ 100 feet Bur 2 2°/ 100 feet KOP 2000 TVD 8000 N 1500 E 2500
Tabel 4 Perbandingan Z yang dihasilkan Modified Radius of Curvatur dan desain Build-Hold-Drop
M (MD)
desain I Modified ROC Z (TVD) Z (TVD) desain selisih galat
0 0 0 0 0 0 100 0 100 100 0 0 200 0 200 200 0 0 300 0 300 300 0 0 400 0 400 400 0 0 500 0 500 500 0 0 600 0 600 600 0 0 700 0 700 700 0 0 800 0 800 800 0 0 900 0 900 900 0 0 1000 0 1000 1000 0 0 1100 0 1100 1100 0 0
Dina Silvi Noviana (12205036) 29 1200 0 1200 1200 0 0 1300 0 1300 1300 0 0 1400 0 1400 1400 0 0 1500 0 1500 1500 0 0 1600 0 1600 1600 0 0 1700 0 1700 1700 0 0 1800 0 1800 1800 0 0 1900 0 1900 1900 0 0 2000 0 2000 2000 0 0 2100 2 2099.974 2099.98 0.006398 0.000305 2200 4 2199.816 2199.84 0.023736 0.001079 2300 6 2299.406 2299.45 0.043658 0.001899 2400 8 2398.623 2398.7 0.077497 0.003231 2500 10 2497.344 2497.47 0.126134 0.00505 2600 12 2595.45 2595.62 0.169845 0.006544 2700 14 2692.822 2693.06 0.238159 0.008843 2800 16 2789.34 2789.64 0.299706 0.010744 2900 18 2884.888 2885.27 0.382081 0.013242 3000 20 2979.348 2979.82 0.471693 0.01583 3100 22 3072.606 3073.17 0.563628 0.01834 3200 24 3164.548 3165.21 0.661506 0.020899 3300 26 3255.063 3255.84 0.777344 0.023875 3400 28 3344.039 3344.94 0.901421 0.026949 3500 30 3431.368 3432.39 1.022139 0.029779 3600 32 3516.944 3518.11 1.165896 0.03314 3700 34 3600.663 3601.97 1.306953 0.036284 3735 34.705 3629.506 3631.08 1.57401 0.043348 3800 34.705 3682.942 3684.3 1.357877 0.036856 3900 34.705 3765.152 3766.51 1.358441 0.036066 4000 34.705 3847.361 3848.72 1.359005 0.035311 4100 34.705 3929.57 3930.93 1.359569 0.034586 4200 34.705 4011.78 4013.14 1.360133 0.033892 4300 34.705 4093.989 4095.35 1.360697 0.033225 4400 34.705 4176.199 4177.56 1.361261 0.032585 4500 34.705 4258.408 4259.77 1.361825 0.031969 4600 34.705 4340.618 4341.98 1.36239 0.031377 4700 34.705 4422.827 4424.18 1.352954 0.030581 4800 34.705 4505.036 4506.39 1.353518 0.030036 4900 34.705 4587.246 4588.6 1.354082 0.02951 5000 34.705 4669.455 4670.81 1.354646 0.029002 5100 34.705 4751.665 4753.02 1.35521 0.028513
Dina Silvi Noviana (12205036) 30 5200 34.705 4833.874 4835.23 1.355774 0.028039 5300 34.705 4916.084 4917.44 1.356338 0.027582 5400 34.705 4998.293 4999.65 1.356902 0.02714 5500 34.705 5080.503 5081.86 1.357467 0.026712 5600 34.705 5162.712 5164.07 1.358031 0.026298 5700 34.705 5244.921 5246.28 1.358595 0.025896 5800 34.705 5327.131 5328.49 1.359159 0.025507 5900 34.705 5409.34 5410.7 1.359723 0.02513 6000 34.705 5491.55 5492.9 1.350287 0.024582 6100 34.705 5573.759 5575.11 1.350851 0.02423 6200 34.705 5655.969 5657.32 1.351415 0.023888 6300 34.705 5738.178 5739.53 1.351979 0.023556 6400 34.705 5820.387 5821.74 1.352544 0.023233 6500 34.705 5902.597 5903.95 1.353108 0.022919 6600 34.705 5984.806 5986.16 1.353672 0.022613 6700 34.705 6067.016 6068.37 1.354236 0.022316 6800 34.705 6149.225 6150.58 1.3548 0.022027 6900 34.705 6231.435 6232.79 1.355364 0.021746 7000 34.705 6313.644 6315 1.355928 0.021472 7066 34.705 6367.902 6368.92 1.0177 0.015979 7100 34.017 6396.084 6397.32 1.236065 0.019322 7200 32.017 6480.072 6481.17 1.098062 0.016942 7300 30.017 6565.903 6566.87 0.967377 0.014731 7400 28.017 6653.471 6654.31 0.838582 0.012602 7500 26.017 6742.672 6743.39 0.718366 0.010653 7600 24.017 6833.395 6834.01 0.615405 0.009005 7700 22.017 6925.53 6926.04 0.510232 0.007367 7800 20.017 7018.965 7019.38 0.415099 0.005914 7900 18.017 7113.586 7113.92 0.333843 0.004693 8000 16.017 7209.278 7209.54 0.261744 0.003631 8100 14.017 7305.925 7306.12 0.195389 0.002674 8200 12.017 7403.407 7403.54 0.132527 0.00179 8300 10.017 7501.608 7501.69 0.081925 0.001092 8400 8.017 7600.407 7600.45 0.043226 0.000569 8500 6.017 7699.683 7699.7 0.016801 0.000218 8600 4.017 7799.316 7799.31 -0.0064 -8.2E-05 8700 2.017 7899.185 7899.17 -0.01498 -0.00019 8800 0.017 7999.167 7999.15 -0.01728 -0.00022 8801 0 8000.167 8000 -0.16728 -0.00209 Rata-rata 0.014591
1
BAB I PENDAHULUAN
Umumnya dalam perencanaan operasi pemboran, selalu diusahakan untuk melakukan pemboran tegak lurus karena faktor ekonomi. Tapi dalam keadaan tertentu, pemboran vertikal tidak bisa dilaksanakan. Dengan didukung oleh perkembangan teknologi pemboran, kemudian muncullah metode-metode pemboran baru seperti pemboran berarah dan pemboran horizontal.
Pada prinsipnya, pemboran berarah adalah suatu seni membelokkan lubang sumur untuk kemudian diarahkan ke suatu sasaran tertentu di dalam formasi yang tidak terletak vertikal di bawah mulut sumur.1) Alasan-alasan dilakukannya pemboran berarah umumnya berupa alasan topografi dan geologis.
Dalam melakukan pemboran selalu terjadi masalah-masalah yang diakibatkan oleh bentuk lubang bor. Terlebih lagi, pemboran berarah yang dengan sengaja menginginkan lubang bornya miring. Banyak kesulitan yang mungkin akan terjadi pada saat pemboran berarah berlangsung, sedangkan operasinya sendiri memerlukan modal besar, organisasi yang efektif, dasar pengetahuan yang kuat, peralatan dan mesin yang mahal serta sumber daya manusia yang terampil dan bertanggungjawab. Tidak hanya itu, dalam pemboran berarah, sangat sulit mempertahankan sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor agar tetap mengarah pada titik sasaran. Untuk itu, sejak awal harus dilakukan perencanaan yang tepat dan untuk mengetahui dimana letak bit pada suatu saat tertentu, dilakukanlah survei. Dengan adanya data survei ini, dapat ditentukan koordinat-koordinat titik survei tersebut dan akan memudahkan untuk mengarahkan kembali ke sasaran bila terjadi penyimpangan.
Ada beberapa metode yang digunakan untuk merencanakan dan menghitung koordinat titik hasil survei. Dalam Bab II akan diuraikan mengenai prinsip pemboran berarah, yang tidak terlepas dari alasan dilakukan pemboran berarah, tipe-tipenya, kemiringan, pengarahan lubang bor, metode perencanaan dan analisis hasil survei.
Dari semua metode analisis hasil survei, Metode Radius of Curvature bisa dikatakan adalah metode yang paling mendekati keadaan lubang sumur. Karena di dalam prakteknya, memang alat-alat pembelok seperti turbo drill, dyna drill dan lain-lain dapat menghasilkan lubang dengan belokan yang kontinyu (smooth), sehingga lebih tepat apabila segmen-segmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran.1) Hanya saja, 5 dari 6 metode ini, termasuk Metode Radius
2
of Curvature, belum memperhitungkan bahwa untuk menghindari kerusakan, alat survei tidak diletakkan di ujung bit tapi berada kira-kira ½-1 joint di atas bit. Metode Mercury, sebagai perbaikan Balanced Tangensial, adalah satu-satunya yang memperhitungkan letak alat survei ini. Secara logika hasilnya lebih tidak akurat jika dibandingkan kalau memperbaiki Radius of Curvature.
Oleh karena itu penulis termotivasi untuk membuat rumusan baru sebagai perbaikan terhadap Metode Radius of Curvature dengan menambahkan koreksi panjang alat survei, sebagaimana Metode Mercury memperbaiki Metode Balanced Tangential.
Dalam pembuatan Metode Modified Radius of Curvature ini, penulis mencari referensi dari Tugas Akhir para lulusan Teknik Perminyakan sebelumnya, untuk menganalisis secara matematis penurunan rumus yang berhubungan dengan pembuatan Modified Radius of Curvature ini, diantaranya Metode Balanced Tangential, Mercury dan Radius of Curvature, yang dibahas pada Bab III.
Dan pembuatan Metode Modified Radius of Curvature sendiri dibahas pada Bab IV Pembahasan. Dengan segala keterbatasan, penulis memberikan kesimpulan dan beberapa saran pada Bab V.
3
BAB II
PRINSIP PEMBORAN BERARAH
2.1 Pendahuluan1)
Pemboran berarah adalah suatu seni membelokkan lubang sumur untuk kemudian diarahkan ke suatu sasaran tertentu di dalam formasi yang tidak terletak vertikal di bawah mulut sumur. Di dalam membor suatu formasi, sebenarnya selalu diinginkan lubang yang vertikal, karena dengan lubang yang vertikal, kecuali operasinya lebih mudah, juga umumnya biayanya lebih murah dari pada pemboran berarah. Jadi pemboran berarah hanya dilakukan karena alasan-alasan dan keadaan yang khusus saja. Adapun alasan-alasan dilakukannya pemboran berarah ini adalah :
A. Alasan topografis.
Pemboran berarah disini dilakukan apabila keadaan di permukaan tidak memungkinkan untuk mendirikan lokasi pemboran, misalnya:
a. Formasi produktif terletak di bawah paya-paya, sungai (Gambar 2.1)
b. Formasi produktif terletak di bawah bangunan-bangunan, perkotaan (Gambar 2.2)
4
Gambar 2.2 Formasi Produktif Terletak di Bawah Perkotaan, Bangunan1)
B. Alasan geologis
Pemboran berarah disini dilakukan untuk menghindari kesulitan apabila dibor secara vertikal misalnya :
a) Adanya kubah garam (salt dome), (Gambar 2.3) b) Adanya patahan, (Gambar 2.4)
5
Gambar 2.4 Pemboran Berarah Karena Patahan1)
C. Alasan-alasan lain :
a. Pemboran yang dilakukan dengan sistem gugusan sumur (cluster system) untuk menghemat luasnya lokasi pemboran. Misalnya di lepas pantai (Gambar 2.5). Di permukaan dibuat beberapa sumur, kemudian di bawah permukaan lubang sumur tersebut menyebar. Sistem ini juga dapat dilakukan pada pemboran di daratan.
Gambar 2.5 Pemboran Dengan Cluster System1) b. Mengatasi semburan liar (blow out) dengan relief well. (Gambar 2.6) c. Menghindari garis batas di permukaan. (Gambar 2.7)
6
Gambar 2.6 Relief Well1)
Gambar 2.7 Menghindari Garis Batas di Permukaan1)
7
2.2. Tipe Pemboran Berarah1)
Gambaran umum dari suatu sumur pemboran berarah dan bagian-bagian yang penting dapat dilihat pada (Gambar 2.9)
Gambar 2.9 Gambaran Umum Pemboran Berarah dan Bagian-Bagiannya1) Pada dasarnya dikenal 3 macam pemboran berarah (Gambar 2.10), yaitu:
Gambar 2.10 Tipe Belok Pemboran Berarah1)
2.2.1. Tipe belok di tempat dangkal (Shallow Deviation Type).
Di sini titik belok (kick of point) terletak di kedalaman yang tidak begitu jauh dari permukaan tanah (dangkal).
2.2.2. Tipe belok di tempat dalam (Deep Deviation Type).
Di sini titik belok terletak jauh di dalam permukaan tanah.
2.2.3. Tipe kembali ke vertikal (Return to Vertikal Type).
Mula-mula sama seperti tipe belok di tempat dangkal, tetapi kemudian dikembalikan ke vertikal.
8
Adapun pemilihan tipe pemboran di atas didasarkan pada lokasi koordinat di permukaan dan jarak antara lokasi permukaan dengan sasaran (formasi produktif) apabila faktor-faktor lain tidak berpengaruh. Misalnya apabila jarak sasaran tidak begitu jauh dari sumbu vertikal yang melalui mulut sumur, maka kita memilih tipe belok di tempat dalam. Lain halnya apabila jarak sasarannya jauh dari sumbu vertikal tadi, kita akan memilih tipe belok di tempat dangkal.
2.3 Kemiringan Lubang Bor1)
Di dalam pemboran berarah, pada kedalaman titik belok tertentu, lubang bor diarahkan ke suatu sasaran yang dikehendaki dengan sudut kemiringan yang tertentu. Miringnya lubang bor ini mendatangkan banyak kesulitan antara lain :
1. Fatigue failure pada drill pipe.
2. Key seating atau terjepitnya sebagian drill string karena goresan antara drill string dengan dinding lubang bor seperti terlihat pada Gambar 2.11
3. Berkurangnya umur drill pipe karena tension (tegangan) yang terjadi pada tool joint (sambungan).
Kesulitan-kesulitan di atas disebabkan oleh perubahan sudut kemiringan yang terlalu mendadak diantara dua titik di dalam lubang bor. Untuk mengatasi kesulitan- kesulitan tersebut, perlu ditetapkan perbedaan sudut maksimum yang diizinkan diantara dua titik survei (sudut dog leg).
9
2.3.1 Alat-Alat Pembuat Sudut (Deflection Tool)
Setelah kedalaman titik belok ditentukan, maka mulai dari titik tersebut kita mengarahkan lubang bor ke sasaran tertentu dengan membelokkan lubang bor dengan sudut kemiringan tertentu. Alat-alat pembelok ini adalah :
Badger bit
Spud bit
Knuckle joint
Whipstock
Turbodrill
Dyna drillSetelah mencapai sudut tertentu (14o misalnya) maka digunakan bottomhole assembly baik untuk menambah atau memantapkan sudutnya.
a. Badger Bit.
Badger bit dan operasi alatnya dapat dilihat pada Gambar 2.12. Prinsip kerja dari alat ini adalah adanya salah satu nozzle pada bit yang ukurannya lebih besar dari yang lainnya. Hal ini akan mengakibatkan semburan lumpur yang lebih besar sehingga lubang akan membelok ke arah dimana ukuran nozzle lebih besar.
10
b. Spud Bit
Jenis alat ini dapat dilihat pada Gambar 2.13. Alat ini merupakan bit tanpa roller, bentuknya seperti baji dan mempunyai nozzle. Cara kerjanya sama dengan badger bit hanya disini ditambah dengan tumbukan.
Gambar 2.13 Spud Bit di Lubang Bor1)
c. Knuckle Joint
Knuckle joint adalah suatu drill string yang diperpanjang dengan sendi peluru, sehingga memungkinkan putaran bersudut antara drill string dan bitnya. Gambar 2.14 menunjukkan operasi suatu knuckle joint, dimana sebelumnya dibuat terlebih dahulu pilot hole yang kemudian dibor kembali dengan bit yang dirangkaikan dengan reamer.
11
d. Whipstock
Adalah suatu alat yang terbuat dari besi tuang yang berbentuk baji dengan saluran yang melengkung tempat bergeraknya bit. Operasi dari whipstock dapat dilihat dari Gambar 2.15. Dengan alat ini akan diperoleh lengkungan sebesar 1 sampai 7 derajat.
Gambar 2.15 Whipstock dan Operasi Alatnya1)
e. Turbodrill.
Turbodrill adalah down hole mud turbin yang dapat memutar bit tanpa harus memutar rangkaian bor (drill string). Kecepatan putaran sangat tergantung kepada volume lumpur dan tekanan sirkulasi di permukaan. Adanya bent sub pada turbodrill (Gambar 2.16) menyebabkan dapat membeloknya lubang sumur.
12
f. Dyna Drill.
Dyna Drill adalah down hole mud motor. Alat ini dibuat oleh Dyna Drill Coy. Seperti juga Turbodrill, Dyna Drill akan memutar bit tanpa harus memutar drill string. Adanya bent sub pada Dyna Drill menghasilkan lengkungan yang halus (smooth). Alat ini dapat dilihat pada gambar 2.17. Di dalam pemakaiannya, Dyna Drill tergantung kepada kecepatan sirkulasi lumpur dan beda tekanan pompa.
Gambar 2.17 Bent Sub Pada Dyna Drill1)
2.4 Pengarahan Lubang Bor1)
Sewaktu membelokkan lubang bor dengan alat-alat pembelok, lubang bor harus selalu ke arah dimana sudut tersebut dapat mencapai sasaran. Pengarahan ini dapat dilakukan pada titik belok atau setelah titik belok apabila ternyata lubang yang dibuat telah menyimpang dari sasaran yang dikehendaki.
13
Alat-Alat Survey
Selama operasi pemboran berarah, setiap telah dicapai titik-titik di kedalaman tertentu kita mengukur sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor (melakukan survey). Dari pengukuran ini dapat diketahui penyimpangan sudut dari sasaran yang direncanakan sehingga dari setiap titik pengukuran ini kita dapat mengoreksi penyimpangan bila arah dan kemiringan telah menyimpang dan mengarahkan kembali ke sasaran semula.
Tujuan dilakukan survey pada directional drilling adalah :
a. Untuk memonitor lintasan sumur sehingga dapat dibandingkan dengan lintasan yang direncanakan.
b. Untuk mencegah “collision” dengan “existing well” di sekitarnya.
c. Untuk menentukan orientasi yang diperlukan untuk menempatkan alat pembelok (deflection tool) pada arah yang tepat.
d. Untuk menentukan lokasi yang tepat dari dasar sumur (koordinat dasar sumur). e. Untuk menghitung dog-leg severity.
Peralatan yang digunakan terbagi atas dua macam yaitu Single Shot dan Multi Shot, dimana Single Shot hanya dapat mencatat pengukuran sekali sedangkan Multi Shot dapat berkali- kali. Sebuah kompas dan unit pencatat sudut yang berbentuk cakram dipotret bersama- sama oleh sebuah kamera. Hasil pemotretan ini akan menghasilkan penyimpangan dari vertikal, karena adanya fluida yang bebas bergerak, sedang arah dicatat pada unit pencatat (unit ini terdiri dari 3 macam : 0-12o, 0- 20o dan 15- 90o).
14
2.5 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kemiringan dan Arah Lubang Bor1)
Lubang bor yang dihasilkan di bawah permukaan menyimpang dari sudut yang diinginkan. Hal ini disebabkan lubang bor yang terjadi berbengkok-bengkok dengan sendirinya, disebut Crooked Hole (lubang bor pada pemboran terarah disebut Slant hole).
Penyebab Crooked Hole ini terdiri dari 2 faktor yang bekerja bersama-sama yaitu faktor formasi dan faktor mekanis.
2.5.1 Faktor Formasi
Pada formasi yang berlapis-lapis dengan bidang perlapisan yang miring maka lubang bor akan cenderung untuk tegak lurus pada bidang perlapisan. Penembusan bit pada formasi akan meninggalkan suatu baji kecil yang dapat bertindak sebagai whipstock kecil (miniature whipstock) yang dapat membelokkan lubang sumur (Gambar 2.19). Teori ini disebut Miniature Whipstock Theory.
Gambar 2.19 Miniature Whipstock Theory1)
2.5.2 Faktor Mekanis
Faktor-faktor ini menyangkut :
Drill collar yang tidak cukup kekar sehingga mudah melengkung.
Beban pada bit yang berlebihan sehingga drill collar melengkung.
Perubahan bottom hole assembly akan memberikan bentuk lubang yang berlainan.2.6. Metode Perencanaan1)
Di dalam merencanakan suatu pemboran terarah dikenal dua cara yaitu Metode Tangential dan Metode Radius Of Curvature. Metode yang disebutkan pertama merupakan metode yang tertua yang dikenal sejak dimulainya pemboran terarah. Sedangkan metode yang terakhir diperkenalkan oleh WILSON pada tahun 1968 yang merupakan perbaikan dari metode Tangential.
15
2.6.1 Perencanaan Dengan Metode Tangential.
Dari Gambar 2.20, setelah titik belok ditentukan (titik 1), build up section (1-2) dibuat dengan mengubah sudut kemiringan sampai dicapai sudut maksimum yang diinginkan. Tangen section (2-3) dibuat dengan mempertahankan sudut kemiringan maximum sampai kedalaman tertentu.
Drop off Section (3-4) dibuat dengan mengembalikan sudut maksimum ke nol derajat dan bagian back to vertical (4-5) dibuat dengan mempertahankan sudut kemiringan nol derajat.
Pada perencanaan dengan metode Tangential, dianggap bahwa interval-interval lubang berupa garis-garis patah (lurus untuk masing-masing interval) baik untuk build up maupun drop off section. Jadi dengan kata lain dianggap bahwa setiap interval yang diambil mempunyai sudut kemiringan yang sama pada awal, maupun pada akhir interval. Disini apabila diambil interval kecil-kecil (misal diambil MD setiap 100 ft) garis lengkung MD dianggap garis lurus, makin kecil kita mengambil intervalnya (misal 25 ft) perhitungan akan semakin teliti.
Gambar 2.20 Penampang Vertikal Suatu Lubang Bor (Metode Tangential) 1)
I MD TVD cos ...2.1 I MD H sin ...2.2 dimana :
TVD = True vertical depth (kedalaman tegak) pada suatu interval lubang bor, ft. H = Drift (throw) atau penyimpangan horizontal pada interval tersebut, ft. MD = Measure depth pada interval tersebut, ft
