PENDAHULUAN
I. SISTEMATIS PEMBORAN
Sistim pemboran putar (rotary drilling) saat ini sudah maju sedemikian rupa. Diawal sistim rotary drilling Lumpur dimaksudkan untuk mengangkat serbuk bor (cuttings) dari dasar sumur ke permukaan saja. Tetapi dengan majunya teknologi, Lumpur mempunyai banyak fungsi dalam dunia pemboran dalam mengatasi problema-problema pemboran.
Lumpur bor merupakan cairan yang berbentuk lumpur, dibuat dari percampuran zat cair, zat padat dan zat kimia. Zat cair disini sebagai bahan dasar agar lumpur yang terjadi dapat dipompakan. Zat padat ada dua macam yaitu untuk memberikan kenaikkan berat jenis dan untuk membuat lumpur mempunyai kekentalan tertentu. Sedangkan zat kimia dapat berupa zat padat maupun zat cair yang bertugas untuk mengontrol sifat-sifat lumpur agar sesuai dengan yang dinginkan.
Sifat-sifat lumpur harus disesuaikan dengan kondisi lapisan yang akan ditembus. Karena lapisan-lapisan atau formasi-formasi yang akan ditembus atau dilalui oleh lumpur adalah bermacam-macam atau berubah-ubah, maka kita selalu mengubah-ubah sifat lumpur dengan menambahkan zat kimia yang sesuai. Untuk itu sifat-sifat lumpur harus selalu diukur, baik lumpur yang mau masuk ke dalam lubang maupun lumpur yang baru keluar dari dalam sumur.
Di tinjau dari zat cair pembentuk lumpur, maka lumpur pemboran dapat dibedakan menjadi dua, yaitu air dan minyak. Lumpur berfasa air atau water base mud, mempunyai fase yang kontinu adalah air. Sedangkan lumpur berfase minyak mempunyai fasa yang kontinu adalah minyak. Pada lumpur berfasa minyak kalau terdapat air, fasa airnya merupakan fasa yang teremulsi. Lumpur ini lebih dikenal dengan Emulsion mud atau Oil in water emulsion mud atau disebut juga dengan Inverts Mud.
II. FUNGSI LUMPUR BOR
Sekarang lumpur mempunyai fungsi bermacam-macam, yaitu: 1. Mengangkat cuttings dari dasar lubang ke permukaan.
2. Menahan dinding lubang agar jangan runtuh selama pemboran berlangsung. 3. Melumasi dan mendinginkan bit dan rangkaian pemboran.
4. Mengontrol tekanan formasi.
5. Menahan cuttings dan material pemberat selama sirkulasi berhenti agar jangan turun.
6. Sebagai media logging. 7. Sebagai media informasi. 8. Sebagai tenaga penggerak.
9. Menahan sebagaian berat rangkaian pemboran.
Pemboran menghasilkan lubang dan serpih bor (cuttings). Cuttings harus diangkat ke permukaan segera mungkin dan sebersih mungkin dari dasar lubang. Dengan jalan mensirkulasikan lumpur dari permukaan ke dalam lubang sumur dan kembali ke permukaan, cuttings akan terangkat disaat lumpur berjalan dari dasar lubang ke permukaan.
Selama pemboran berlansung dihindari agar dinding lubang jangan runtuh. Kalau runtuh maka rangkaian pemboran akan terjepit. Ini merupakan problema dalam dunia pemboran. Lumpur membentuk lapisan pada dinding lubang dan lumpur memberikan tekanan ke dinding lubang. Dengan ini maka dinding lubang dapat terhindar dari keruntuhan buat sementara. Untuk lubang yang sudah cukup dalam dinding lubang cenderung untuk runtuh, sehingga harus dipasang casing.
Bit yang selalu bersentuhan dengan formasi disaat sedang membor, akan cepat aus bila tidak ada yang mendinginkan. Dengan adanya sirkulasi lumpur maka bit akan didinginkan . Lumpur juga bertindak sebagai pelumas, sehingga putaran dari rangkaian pemboran akan lebih baik.
Formasi yang ditembus mempunyai tekanan. Adakalanya tekanan formasi tinggi dan adakalanya pula tekanan formasi lemah. Bila tekanan formasi tinggi, lumpur harus dapat melawan tekanan tersebut, sehingga tidak ada aliran fluida dari formasi, kalau tidak maka akan terjadi blowout. Sebaliknya bila tekanan formasi adalah rendah, maka tekanan yang diberikan oleh lumpur harus dikurangi pula agar formasi tidak pecah.
Disaat menambah drill pipe atau saat mencabut rangkaian sirkulasi dari lumpur dihentikan, cutting yang berada dalam perjalanan di annulus menuju permukaan juga akan berhenti. Disaat ini lumpur harus dapat menahan cutting tersebut agar jangan turun ke dasar lubang, sebab kalau turun, cutting akan menjepit rangkaian pemboran.
Dalam memperkirakan karakteristik formasi sering menggunakan logging listrik. Lumpur disini bertindak sebagai pengantar aliran listrik dari peralatan logging yang diturunkan kedalam lubang sumur ke formasi yang diselidiki. Dengan demikian dapat dikatakan lumpur sebagai media logging.
Lumpur yang menghantarkan suatu informasi dari lapisan yang tembus, yaitukarena cutting merupakan lapisan yang ditembus. Selain dari itu lumpur dapat memberikan informasi bahwa telah terjadi kick (gejala sebelum blowout) pada sumur tersebut. Oleh sebab itu maka lumpur dapat disebut sebagai media informasi.
Diwaktu pembelokan lubang pada pemboran berarah, digunakan suatu alat yang disebut dengan dyna drill. Rangkaian pemboran disini tidak berputar, hanya bitlah yang berputar . Tenaga untuk memutar berasal dari lumpur. Untuk lebih memberikan gambaran tentang fungsi lumpur. liat gambar berikut.
Lumpur memberikan gaya yang apung, menurut hukum Archimedes benda yang berada dalam cairan akan berkurang beratnya sebesar zat cair yang dipisahkan benda tersebut. Jadi rangkaian pemboran dalam lumpur akan berkurang beratnya.
III KOMPONEN LUMPUR BOR.
Lumpur terdiri dari tiga kelompok komponen, antara lain :
Zat Cair.
Zat Padat.
Zat Kimia.
Ketiga kelompok komponen ini dicampur sedemikian rupa sehingga didapatkan lumpur pemboran yang sesuai dengan keadaan formasi yang akan ditembus.
Zat Cair Lumpur Bor
Zat cair dari lumpur bor merupakan fasa dasar dari lumpur, yang mana dapat berupa air atau minyak.
Dapat berupa air tawar maupun air asin, hal ini tentu disesuaikan dengan lokasi setempat, manakah yang mudah didapat, dan juga disesuaikan dengan formasi yang akan ditembus.
Kalau fasa cair itu berupa minyak yang sudah diolah (refined oil). Minyak ini harus mempunyai sifat:
o Anniline Number yang tinggi.
Anniline number merupakan suatu angka yang menunjukkan kemempuan untuk melarutkan karet. Makin tinggi aniline number suatu minyak maka kemampuan melarutkan karet makin kecil. Dalam operasi pemboran minyak peralatan yang dilewati lumpur berupa karet , seperti pada pompa lumpur, packer, plug untuk penyemenan dan lain-lain.
o Flash Point yang tinggi.
Flash point adalah suatu angka yang menunjukkan dimana minyak akan menyala. Makin rendah flash point suatu minyak, maka penyalaan akan cepat terjadi, atau minyak akan cepat terbakar.
Pour Point yang rendah.
o Pour point adalah suatu angka yang menunjukkan pada temperature berapa minyak akan membeku. Jadi kita tidak menginginkan Lumpur cepat mambeku.
o Molekul minyak yang stabil, dengan kata lain tidak mudah terpecah-pecah. o Mempunyai bau serta flourescensi yang berbeda dengan minyak mentah
(crude oil). Kalau tidak demikian maka akan sulit nanti untuk menyelidiki apakah minyak berasal dari bahan dasar lumpur.
Zat Padat Lumpur Bor.
Zat padat lumpur bor ada dua macam, yaitu: i. Reactive Solid.
ii. Inert Solid.
Reactive Solid.
Padatan yang bereaksi dengan zat cair lumpur bor disebut dengan reactive solid. Padatan ini membuat Lumpur menjadi kental atau berbentuk koloid.
Sebagai contoh dalam kehidupan sehari-hari sebagai reactive solid adalah susu. Susu bila dicampurkan dengan air akan membuat air susu yang berbentuk koloid. Dalam Lumpur bor yang bertindak sebagai reactive solid adalah botonite. Yang mana bila bontonite bercampur dengan air maka terbentuk Lumpur bor yang berbentuk koloid.
Air yang bercampur dengan bontonite ini adalah air tawar. Bila sebagai bahan dasar air laut maka sebagai reactive solid adlah attapulgite, dalam attapulgite dapat bereaksi dengan air asin maupun dengan air tawar.
Inert Solid.
Inert solid merupakan padatan yang tidak bereaksi dengan zat cair Lumpur bor. Dalam kehidupan sehari-hari pasir yang diaduk dengan air kalau kita diamankan beberapa saat, akan turun ke dasar bejana dimana kita mengaduknya. Disini pasir disebut dengan inert solid. Di dalam Lumpur bor inert solid berguna untuk menambah berat atau berat jenis dari Lumpur, yang tujuannya untuk menahan takanan dari formasi.
Sebagai contoh yang umum digunakan sebagai inert solid dalam Lumpur bor adalah barite.
IV. SIFAT LUMPUR.
Sifat-sifat dari Lumpur bor diatur sedemikian rupa sehingga tidak minimbulkan problema diwaktu pemboran berlansung. Kalau selama pemboran berlangsung terjadi perubahan sifat-sifat dari Lumpur maka dilakukan perbaikan-perbaikan dengan segera dengan menambahkan zat-zat kimia.
Sifat-sifat Lumpur bor tersebut adalah sebagai berikut: 1. Berat jenis (Mud Weight).
2. Viskositas (Viscosity). 3. Gelstrength. 4. Water Loss. 5. Sand Content. 6. CL Content. 7. Resistivity. 4.1. Berat Jenis.
Berat jenis Lumpur bor (mud weight) sangat besar pengaruhnya dalam mengontrol tekanan formasi. Sebab dengan menaikkan berat jenis Lumpur bor maka tekanan Lumpur akan naik pula. Hal ini diperlukan dalm hal formasi bertekanan tinggi. Seperti disebutkan dalam halaman sebelumnya barite merupakan padatan yang umum digunakan untuk menaikkan berat jenis Lumpur bor. Selain dari barite adalah sebagai berikut:
a. Galena. b. Ilmenite. c. Ottawa Sand.
Umumnya juga dalam dunia pemboran berat jenis Lumpur dinyatakan dalam bentuk Specific Gravity (SG).
Specific Gravity adalah perbandingan berat jenis Lumpur bor dengan berat jenis air tawar.
Secara matematis dinyatakan sebagai berikut: SG = w ……….(1) Dimana :
SG = Specific Gravity, tanpa satuan.
= Berat jenis Lumpur bor, berat per vol.
w = Berat jenis air tawar, yang biasanya adalah 8.33 pound per gallon, atau 1.0 gr/cc, atau 1.0 kg/1 ltr.
Dalam merencanakan selalu harus dibuat berat jenis dari Lumpur memberikan tekanan hidrostatis Lumpur yang lebih besar dari tekanan formasi yang akan ditembus.
Hubungan berat jenis Lumpur dengan tekanan hidrostatis adalah sebagai berikut:
h
Ph ……….(2)
Dimana:
Ph= tekanan hidrostatis Lumpur bor untuk kedalam h.
Ini merupakan persamaan yang umum. Dilapangan sering di pakai persamaan: Ph 0.052..h ………(3) Dimana:
Ph = dalam satuan psi, dan h dalam satuan ft, serta berat jenis Lumpur dalam satuan ppg.
0.052 merupakan factor konversi yang dapat dicari sebagai berikut: Ph 7.483 x144ft2in2 ft gal x ft x gal lb 2 144 48 . 7 in lb
0.0519 psi, dibulatkan menjadi 0.052 psi.Catatan :
1 ft3 = 7.48 gal 1 ft2 = 144 in2
Rumus lapangan untuk mencari tekanan hidrostatis yang lain adalah :
10
h x
Ph ………(4)
Dimana Ph dalam suatu ksc, berat jenis dalam satuan gr/cc dan h dalam meter. Faktor konversi 10 dapat dicari seperti cara di atas.
Tekanan Pfr Ph Kedalaman
Gb- 5. Gambaran tekanan hidrostatis vs kedalaman
Contoh soal :
Berapakah berat jenis Lumpur yang diberikan.
Penyelesaian :
Tekanan formasi adalah 0.55 psi/ft x D ft = 0.55 D psi Tekanan hidrostatis 1.08 x 0.05 D psi = 0.594 psi 0.594 D psi = 0.052 x x D ft = 11.42 ppg
Tekanan formasi dapat dinyatakan dalam bentuk gradient tekanan.
Pf = Gf x D ………....(5)
Dimana :
Pf = tekanan formasi, psi.
Gf = gradient tekanan formasi, psi/ft. D = kedalaman, ft.
Untuk gradient tekanan formasi antara 0.433 psi/ft sampai dengan 0.465 psi/ft, formasi dikatakan bertekanan normal. Bila gradient tekanan lebih besar dari 0.465 psi/ft, formasi bertekanan abnormal, dan lebih kecil dari 0.433 psi/ft bertekanan sub normal.
Tekanan hidrostatis Lumpur yang diberikan oleh Lumpur harus melebihi tekanan formasi. Kelebihan ini berkisar antara 2% sampai dengan 10% dari tekanan formasi.
Kalau lebih besar lagi, harus jangan lebih besar dari tekanan rekah formasi. Karena bila tekanan Lumpur lebih besar dari tekanan rekah formasi, formasi akan rekah. Jadi tekanan hidrostatis Lumpur harus berada diantara tekanan rekah formasi dan tekanan formasi.
Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut, yang mana dapat dilihat tekanan hidrostatis Lumpur berada diantara tekanan rekah dan tekanan formasi untuk setiap kedalaman sumur.
4.1.1. Pengukuran Berat Jenis Lumpur Bor.
Di lapangan berat jenis Lumpur bor diukur dengan menggunakan suatu alat yang disebut dengan Mud Balance.
Bagian-bagian dari Mud Balance adalah sebagai berikut : i. Mangkok beserta tutupnya (cup).
ii. Lengan bersekala (balance arm). iii. Anak timbangan (rider).
iv. Gelas pengatur level (level glass). v. Penyangga (base and fulcrum).
Prosedur pengukuran berat jenis adalah sebagai berikut :
Isi mangkok sampai penuh dan tutup.
Pastikan bahwa ada Lumpur yang keluar dari lubang penutup, supaya pasti dalam mangkok betul-betul penuh berisi Lumpur.
Tutup lubang mangkok dengan jari, cuci Lumpur yang ada pada penutup dan lengan mud balance.
Ini agar Lumpur yang ditimbang betul-betul yang berada dalam mangkok.
Letakkan diatas penyangga. Atur rider sampai posisi lengan betul-betul horizontal.
Baca berat jenis Lumpur yang ditunjukkan oleh rider.
Pada lengan bersekala dapat terbaca berat jenis dalam satuan ppg, ataupun dengan satuan gr/cc. Juga ada yang menyatakan SG dari Lumpur.
Peralatan ini harus dikalibrasi secara periodik, cara melakukan kalibrasi adalah sebagai berikut :
1. Isi mangkok dengan air tawar.
2. Tutup dan bersihkan.
3. Tepatkan rider pada angka 8.33 ppg atau 1.0 gr/cc.
4. Atur anak timah yang terdapat pada ujung lengan sampai posisi lengan betul-betul level (mendatar).
Gambar-6. Mud Balance Cup (Cangkir).
Balance Arm (lengan bersekala) Rider (Anak timbangan)
Level Glass (Gelas pengatur level) Tutup cangkir
Pengatur kalibrasi.
4.1.2. Perhitungan Berat Jenis Lumpur.
Sebagaimana dijelaskan pada halaman-halaman sebelumnya, Lumpur dibuat dari zat cair ditambah dengan zat padat serta dikontrol oleh penambahan zat kimia.
Kalau Lumpur yang dibuat dari air tawar ditambah dengan bentonite, berlaku suatu volume sebagai berikut :
Dimana :
Vw = volume air Vbt = volume bentonite
Vm = volume Lumpur yang terjadi.
Untuk jelasnya liat pada gambar berikut. Disitu terlihat dua kondisi. Kondisi komponen lumpur yang diperlihatkan terpisah antara air dan bentonite, dengan arti kata lumpur belum diaduk, dan yang kedua yang sudah menjadi lumpur.
(1) (2)
Gb-7. Gambaran lumpur air dengan bentonite. Persamaan berat, juga berlaku disini.
Gw + Gbt = Gm ……….….(8)
Dimana :
Gw = berat air Gbt = berat bentonite
Gm = berat Lumpur yang terjadi. Persamaan berat dapat diubah bentuknya menjadi :
m Vm bt Vbt w Vw ………(9) Bentonite Air Lumpur
Dimana :
w = berat jenis air tawar, biasanya 8.33 ppg atau 1.0 gr/cc
bt = berat jenis bentonite
m = berat jenis Lumpur yang terjadi. Contoh soal :
Buatlah suatu Lumpur bentonite dari air tawar. Bila berat jenis bentonite adalah 21.6ppg. Berapa volume bentonite dan air yang harus disediakan agar didapat 2000 bbl Lumpur yang mempunyai berat jenis 10 ppg.
Penyelesaian :
Dari persamaan 7, maka :
Vw + Vbt = 2000 Vw = 2000 – Vbt Dari persamaan (9), (2000 – Vbt) 8.33 + Vbt (21.6) = 2000 (10) Vbt = 251.7 bbl Vbt = 2000 – 251.7 = 1748.3 bbl.
Jadi untuk soal diatas diperlukan bentonite 251.7 bbl, dan air sebanyak 1748.3 bbl.
Umumnya bentonite dinyatakan dalam jumlah sack, satu sack bentonite adalah 94 lb. Sehingga untuk contoh soal diatas jumlah bentonite yang diperlukan adalah :
= x sacklb bbl gal x gal lb x bbl 94 42 6 . 21 7 . 521 = x x sack 94 42 6 . 21 7 . 251 = 2429.17 sack = 2430 sack
Apabila berat jenis Lumpur perlu dinaikan maka ditambahkan barite kedalamnya. Lihat gambar berikut :
Gb-8. Gambaran menaikkan berat jenis Lumpur.
Lumpur lama dan barite yang ditambahkan tampak pada kondisi pertama, dan Lumpur baru yang terjadi dilihat/tampak pada kondisi yang kedua.
Bila volume Lumpur lama adalah Vm1, dengan berat jenis m1. Volume barite yang ditambahkan adalah Vbr, dengan berat jenis br. Lumpur yang terjadi dengan volume Vm2 dan berat jenisnya m2. Analog dengan persamaan sebelumnya berlaku persamaan:
Vm1 + Vbr = Vm2 ………(10) Dan
Vml mlVbr br Vm2 m2 Contoh soal :
Bila Lumpur pada soal sebelumnya dinaikkan berat jenisnya menjadi 12 ppg, berapa sack barite yang harus ditambahkan? (1 sack barite 100 lb, SG 4.3 )
Berapa volume Lumpur yang terjadi ?
Penyelesaian :
Menurut persamaan 10. 2000 + Vbr = Vm2
Barite
Lama
Lumpur yangterjadi
Sesuai dengan persamaan 11.
2000 (10) + Vbr (4.3 x 8.33) = (2000 + Vbr) 12
Vbr =(42000.3x8(12.331012))
Vbr = 167.93 bbl Barite yang ditambahkan,
= 167.93 bbl x 4.3 x x bblgal gal lb 42 13 = 252639.31 lb x 100sacklb = 2526.38 sack = 2527 sack.
Volume Lumpur yang terjadi adalah = 2000 + 167.9 = 2167.9 bbl
Dalam perhitungan Lumpur sering juga dilakukan perhitungan tentang prosentase padatan dalam bentuk volume atau dalam prosentase berat padatan dalam Lumpur.
Prosentase volume padatan dalam Lumpur adalah :
% Vol solid = x100
Vm Vs
% ……….(12)
Dimana Vs adalah volume padatan yang ada dalam lumpur. Sedangkan prosentase berat padatan dalam lumpur :
% Brt solid = Vm
s Vs
Kalau digabung persamaan (12) dengan (13) maka, % Brt Solid = % vol solid x m
s
………(14)
4.2. Viskositas Lumpur Bor.
Secara fisika viskositas dikatakan merupakan tahanan terhadap aliran yang disebabkan adany gesekan antar partikel dari fluida yang mengalir.
Pada Lumpur bor seiring dengan yang disebutkan diatas dikatakan bahwa viskositas Lumpur merupakan tahanan terhadap aliran Lumpur disaat bersirkulasi, yang mana disebabkan oleh pergerakan antar partikel-partikel dari Lumpur bor.
Viskositas menyatakan kekentalan dari Lumpur bor, dimana viskositas Lumpur memegang peranan dalam pengangkatan serbuk bor ke permukaan. Makinkental Lumpur, maka pengangkatan cuttings makin baik. Kalau Lumpur tidak cukup kental maka pengangkatan cuttings kurang sempurna, dan akan mengakibatkan cuttings tertinggal di dalam ludang dan dapat menyebabkan rangkaian pemboran akan terjepit.
Akan tetapi bila Lumpur bor mempunyai viskositas yang besar sekali maka dapat mengakibatkan problema pula dalam operasi pemboran.
Akibat viskositas Lumpur yang tinggi adalah sebagai berikut :
a. Cuttings terutama pasir sukar dilepaskan dipermukaan. Sehingga pasir akan ikut lagi bersirkulasi ke dalam lubang. Hal ini akan mengakibatkan berat jenis Lumpur naik, tekanan sirkulasi Lumpur naik, dan mengakibatkan formasi pecah. Selain dari itu kita kenal bahwa pasir mempunyai sifat yang mengikis (abrasive). Kalau pasir terikut lagi bersirkulasi maka peralatan-peralatan yang dilaluinya akan cepat rusak karena terkikis oleh pasir.
b. Dengan naiknya viskositas Lumpur maka pressure loss akan naik pula, hal ini akan menyebabkan bertambah besar daya pemompaan karena pemompaan yang naik.
c. Viskositas Lumpur yang besar akan mengundang blowout dikarenakan oleh terjadinya swab effect dan squeeze effect disaat mencabut dan menurunkan rangkaian pemboran.
d. Viskositas yang besar akan memperbesar torsi disaat melakukan pemboran, dan akan memperlambat laju pemboran.
Melihat kerugian-kerugian yang ditimbulkan oleh viskositas yang terlalu tinggi atau terlalu rendah, maka melakukan pengukuran-pengukuran viskositas secara periodik, diwaktu Lumpur mau masuk ke dalam sumur maupun Lumpur yang kembali dari dalam lubang.
Peralatan-peralatan untuk mengukur viskositas adalah sebagai berikut : i. Marsh Funnel.
ii. Fann VG Meter. iii. Stormer Viskositas. 4.2.1. Marsh Funnel
Viskositas yang diukur menggunakan marsh funnel adalah viskositas relatif .dimana dibandingkan viskositas Lumpur dengan viskositas air tawar.
Peralatan-peralatan yang dipakai untuk menentukan atau mengukur viskositas dengan cara marsh funnel adalah sebagai berikut:
Corong (Funnel)
Cangkir (cup)
Stopwatch
Mud dimasukkan ke dalam corong sebanyak 1500 cc, dan tutup ujung corong dengan jari. Masukkan ke dalam cangkir sambil menghidupkan stopwatch. Setelah volume Lumpur didalam cangkir mencapai 946 cc, matikan stopwatch. Waktu mulai stopwatch dihidupkan sampai volume Lumpur mencapai 946cc didalam cangkir dicatat sebagai viskositas dari Lumpur. Satuan yang digunakan adalah detik.
Peralatan yang digunakan diatas perlu dikalbrasi dengan mengunakan air tawar. Bila dengan cara yang sama dengan menggunakan viskoitas Lumpur didapatkan viskositasnya 26detik= 0.5 detik, dinyatakan bahwa peralatan adalah pada corong ada
yang tersumbat. Dalam operasi pemboran viskositas Lumpur yang baik berkisar antara 36 sampai dengan 45 detik marsh funnel.
4.2.2. Fan VG Meter
Fan VG Meter maupun Storner viscometer merupakan alat yang digunakan uantuk mengukur viskositas plastic dari limpur bor. Prinsipnya adalah berapa torsi yang dihasilkan bila Lumpur diaduk dengan kecepatan tertentu.
Masukan Lumpur kedalam tabung, rotor sleeve ditenggelamkan ke dalam Lumpur. Putar sleeve ebesar 600 RPM sampai jarum pembacaan menunjukan angka yang konstan, dan dicatat angkanya. Kemudian lakukan pula untuk putaran 300 RPM. Selisih pembacaan dengan putaran 600 RPM dan 300 RPM merupakan viskositas plastic dari Lumpur. Dalam operasi pemboran sering kali viskositas dari Lumpur naik, hal ini dikarenakan oleh :
Flukulasi
Padat tertentu banyak di dalam Lumpur
Diwaktu menembus formasi clay ataupun formasi yang batuannya berupa padatan yang relative, viskositas akan naik. Ini disebabkan oleh bertambah besarnya daya tarik menarik atau gaya tarik menarik antar partikel didalam lumpur, sehingga air semakin terjebak, inilah yang disebut Flokulasi.
Selain dari itu Flokulasi terjadi juga akubat lumpur terkontaminasi oleh gypsum, anhydrite atau semen.
Bila menenbus lapisan formasi begini, kita harus tambahkan bahan-bahan kimia untuk menurunkan viskositas yang disebut dengan Thinner.
Banyaknya padatan yang terdapat tidak relative dapat meneikan viskositas lumpur, karena padatan yang relative terikat oleh padatan yang relative.
Kalau kenaikan viskositas karena hal ini maka penggulanganya adalah dengan penambahan air ke dalam lumpur.
Jadi kalau kita memperkirakan formasi yang akan ditembuss akan menaikan maka harus menambahkan bahan secara periodik (bahan untuk menurunkan viskositas), diwaktu menembus formasi tersebut.
Bahan-bahan yang dikelompokkan kedalam thinner adalah sebagai berikut : 1. Solid Acid Pyro Phosphate
2. Sodium Tetra Phosphate
3. Sodium Hexa Metha Phosphate 4. Quebracho
5. Myrthan
6. Spersene (chrome ligni sulfonate) 7. Processed Lignite
8. Calcium Ligno Sulfonate 9. Chrome Lignite
10. Alkaline Tannnate
Kalau viskositas limpur bor terlalu kecil maka dapat ditambahkan : 1. Bentonite
2. Sodium Carboxy Methyl Cellulose (CMC) 3. Attapulgite
4. Kapur 5. Semen 6. Minyak
4.3. Gelstrenght
Diwaktu Lumpur bersirkulasi besaran yang berperan adalah viskositas. Sedangkan diwaktu sirkulasi berhenti yang memegang peran adalah Gelstrength.
Lumpur akan mengagar atau menjadi gel saat tidak ada sirkulasi. Hal ini disebabkan oleh gaya tarik menarik antara partikel-partikel padatan Lumpur.
Gaya mengagar inilah yang disebut dengan Gelstrength. Diwaktu Lumpur berhenti melakukan sirkulasi, Lumpur harus memiliki Gelstrength yang dapat menahan cuttings
dan material pemberat Lumpur agar jangan turun. Akan tetapi kalau gelstrength terlalu tinggi akan menyebabkan terlalu berat kerja Lumpur untuk memulai sirkulasi kembali. Walaupun pompa mempunyai daya yang kuat pompa tdak boleh memompakan Lumpur debgan daya yang besar. Karena Formasi bisa Pecah.
Misalnya sirkulasi berhenti disaat penggantian bit. Agar formasi idak pecah di dasar lubang, maka sirkulasi dilakukan secara bertahap. Dan sebelum melakukan Sirkulation Rotary table diputar terlebih dahulu untuk memecah gel. Tahap-tahap yang bisa dilakukan adalah sebagai berikut :
Turunkan rangkaian sepertiga kedalaman, lakukan sirkulasi dengan memutar rotary terlebih dahulu.
Kemudian lakukan hal yang sama untuk dua per tiga kedalaman.
Yang terakhir lakukan hal yang sama bila bit sudah mencapai hamper kedasar lubang.
Mudah –mudahan dengan cara begitu gel sudah pecah dan tenaga yang diperlukan untuk sirkulasi kembali dari Lumpur tidak begitu besar. Dan Formasi tidak Pecah.
Gelstrength dapat diukur dengan menggunakan Stormer Viscosimeter, dengan cara sebagai berikut :
Masukkan Lumpur kedalam lubang, aduk dengan kecepatan tinggi selama 10 detik.
Diamkanselama 10 detik, adula lagi dengan kecepatan 3 rpm, awasi kenaikan pembacaab sampai jarum bergetar.
Pembacaan merupakan gelstrength Lumpur untuk 0menit dengan satuan lb/100 ft2.
Aduk lagi Lumpur dan diamkan selama 10 menit.
Putar lagi sleeve 3 rpm, dan lakukan pembacaan seperti diatas, dan laporkan sebagai gelstrength sepuluh menit.
Dengan menggunakan shearometer, gelstrength Lumpur dapat juga ditentukan. Masukkan shearometer kedalam Lumpur dengan posisi tegak secara bebas sampai sekala berapa shearometer bisa masuk, ini menunjukan gelstrength Lumpur boryang dinyatakan dalam satuan lb/100ft.
Ini merupakan gelstrength Lumpur untuk nol menit. Untuk gelstrength 10 menit adalah sebagai berikut :
Setelah Lumpur diaduk didiamkan selama 10 menit, kemudian lakukan pengukuran seperti diatas. Hasilnya merupakan gelstength 10 menit, dalam satuan lb/100ft2.
4.4. Yield Point
Yield point merupakan angka yang menunjukan shearing stress yang diperlukan untuk mensirkulasikan Lumpur kembali. Dengan kata lain Lumpur tidak akan dapat bersirkulasi sebelum diberikan shearing stress sebesar Yield Point.
Yield point sangat penting diketahui untuk perhitungan hidrolika Lumpur. Dimana yield point mempangaruhi kehilangan tekanan diwaktu Lumpur bersirkulasi. Untuk menentukan yield point Lumpur bor dapat digunakan stomer viscometer ataupun Fann VG Meter.
Caranya adalah sebagai berikut:
Sama seperti pengukuran viskositas plastic dari Lumpur dimana dicatat hasil pembacaan setelah diputar dengan 600 rpm dan 300 rpm.
Selisih dari pembacaan 300 rpm dengan viskositas plastic adalah point dari Lumpur. Viskositas plastik, gelstrength dan yield point dari lumpur dikelompokan sebagai sifat rheologi ari lumpur.
4.5. Filtration Loss
Sebagai mana disebutkan pada halaman-halaman sebelumnya, bahwa Lumpur terdiri dari komponen padat dan komponen cair. Karena pada umumnya dinding lubang sumur mempunyai pori-pori, komponen cair dari lumpurakan masuk ke dalam dinding lubang bor. Zat cair yang masuk ini disebut dengan filtrat. Padatan dari lumpur akan menempel pada permukaan dari dinding lubang. Bila padatan yang menempel ini sudah
cukup menutuppori-pori dinding lubang maka cairan yang masuk ke dalam formasi dinding lubang juga berhenti.
Bila cairan lumpur yang masuk kedalam formasi dinding lubang sumur akan menyebabkan akibat-akibat negatif.
Diwaktu penyemenan mud cake yang tebal kalau tidak terkikis akan menyebabkan ikatan semen dengan dinding lubang tidak baik. Hal ini akan menyebabkan adanya channling semen. Oleh sebab itu filtration loss perlu dibatasi. Dimana selalu dilakukan pengukuran-prngukuran tentang filtration loss dan mud cake Lumpur bor.
4.5.1. Pengukiran filtration Loss dan Mud Cake
Alat yang mengukur filtration loss dan mud cake yang umum adalah standart filter press. Pralatan-pralatannya adalah sebagai berikut :
Mud cup
Gelas ukur
Tabung sumber tekanan
Kertas saringan
Mud cup mempunyai komponen-komponen sebagai berikut :
Tutup atas yang mempunyai pressure inlet tempat masukannya tekanan
Cell, yang merupakan tempat Lumpur yang diukur
Penutup bawah
Cara pengukuran filtration loss adalah sebagai berikut:
Isi mud cup dengan Lumpur, tututp
Hubungkan dengan summer tekanan. Umumnya tekanan yang diberikan adalah 100 psi
Biarkan 30 menit
Baca filtrate yang terpampang pada gelas ukur
Agar filtration loss dan mud cake tidak membuat problema maka dibatasi filtration loss maksimum 6.5 cc., dan tebal mud cake maksimal 2mm.
Pregelatinized starch
Sodium corboxy methyl cellulose
Sodium poly crylate
Non fermenting starch
Minyak
V. JENIS LUMPUR BOR
Penamaan Lumpur bor berdasarkan bahan dasar pembutannya. Sehingga jenis Lumpur bor dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Water Base Mud
Oil Base Mud
Emulsion Mud 5.1. Water Base Mud
Bila bahan dasar atau komponen cair dari Lumpur adalah air, maka Lumpur disebut dengan Water base Mud. Air yang digunakan dapat berupa air tawar maupun air asin. Lumpur yang mempunyai bahan dasarnya air tawar disebut dengan Fresh Water Mud. Dan bila air asin Lumpurnya disebut dengan Salt Water Mud.
Fresh waterMud dapat dibedakan sebagai berikut :
Natural Mud
Spuld Mud
Bentonite Treated Mud
Phosphate Treated Mud
Organic Colloid Treated Mud
Red Mud
Sebagai fasa yang continue atau sebagai bahan cair dari 5%. Kalau air yang ada dalam oil base lebih besar dari 5%, maka sifat dari Lumpur tidak stabil. Oleh sebab itu bila menggunakan oil base mud, diperlikan tangki yang tertututp, agar kalau hujan ataupun embun malam hari tidak akan berubahkesetabilan sifat dari Lumpur. Penggunaan oil base mud ini baru dilaksanakan apabila water base mudtidak sanggup menghadapi problema yang ada. Sebagai contoh diwaktu menembus formasi yang sangat sensitive terhadap air, misalnya formasi shale. Formasi shale runtuh terus walaupun sudah dirawat dengan penambahan zat-zat kimia.
Lumpur diganti dengan oil base mud, karena minyak tidak merupakan cairan yang diisap oleh formasi shale. Lumpur ini mahal harganya, oleh sebab itu seperti dikatakan diatas Lumpur ini digunakan kalau keadaan memaksa.
Kerugian lain yang mungkin timbul, adalah dari api. Karena Lumpur ini agak mudah terbakar. Kebaikan lain dari Lumpur ini adalah sebagai berikut :
Water loss atau filtration loss kecil
Mud cake tipis
Torsi serta pelumasan baik 5.3. Water In Oil Emulsion Mud
Fasa yang continue pada Lumpur ini adalah minyak, dan air merupakan fasa yag teremulsi. Air bisa mencapai 30% volume. Adanya air cukup besar dalam Lumpur ini akan mengurangi bahaya api.
Agar emulsi yang terbentuk akan baik, maka ditambahkan juga zat-zat kimia yang disebut dengan emulsifier
BAB II
DENSITAS, SAND CONTENT
DAN PENGUKURAN KADAR MINYAK PADA LUMPUR BOR 2.1. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengenal material pembentuk lumpur pemboran serta fungsi-fungsi utamanya. 2. Menentukan densitas lumpur pemboran dengan menggunakan alat mud balance. 3. Menentukan kandungan pasir dalam lumpur pemboran.
5. Menentukan kadar minyak dan padatan yang terdapat dalam lumpur pemboran (emulsi).
6.
2. 2. DASAR TEORI 2.2.1. Densitas Lumpur
Lumpur sangat besar peranannya dalam menentukan berhasil tidaknya suatu pemboran, sehingga perlu diperhatikan sifat-sifat dari lumpur tersebut, seperti densitas, viskositas, gel strength, atau filtration loss.
Komposisi dan sifat-sifat lumpur sangat berpengaruh pada pemboran. Perencanaan casing, drilling rate dan completion dipengaruhi oleh lumpur yang digunakan saat itu.
Densitas lumpur bor merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting, karena peranannya berhubungan langsung dengan fungsi lumpur bor sebagai penahan tekanan formasi. Adanya densitas lumpur bor yang terlalu besar akan menyebabkan lumpur hilang ke formasi (lost circulation), apabila densitasnya terlalu kecil akan menyebabkan kick (masuknya fluida formasi ke lubang sumur). Maka densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan dibor.
Densitas lumpur dapat menggambarkan gradien hidrostatis dari lumpur bor dalam psi/ft. Tetapi dilapangan biasanya dipakai satuan ppg (pound per gallon).
Asumsi-asumsi :
1. Volume setiap material adalah additive :
Vs+ Vml = Vmb………(2 – 1) 2. Jumlah berat adalah additive, maka :
ds x Vs + dml x Vml = dmbx Vmb…………(2 – 2) Keterangan :
Vs = volume solid, bbl.
Vml = volume lumpur lama, bbl Vmb = volume lumpur baru, bbl ds = berat jenis solid, ppg
dml = berat jenis lumpur lama, ppg dmb = berat jenis lumpur baru, ppg
Dari persamaan (1) dan (2) didapat : dmb) (ds Vml x dml) (dmb Vs ………(2 – 3)
Karena zat pemberat (solid) beratnya adalah : Ws = Vs x ds
Bila dimasukkan kedalam persamaan (2 – 3) Ws = x (ds x Vml) dmb) (ds dml) (dmb ………(2 – 4) % volume solid : 100 x dml) (ds dml) (dmb 100 x Vmb Vs ……….(2 – 5) % berat solid : x 100 dml) (ds dml dml) (dmb ds 100% x Vmb x dmb Vs x ds ……… (2 – 6)
Maka bila yang digunakan sebagai solid adalah barite dengan SG=4,3, untuk menaikkan densitas dari lumpur lama seberat dml ke lumpur baru sebesar dmb setiap bbl lumpur lama memerlukan berat solid, Ws sebanyak :
dmb) (35,8 dml) (dmb x 684 Ws ……….(2 – 7) Keterangan :
Ws = berat solid / zat pemberat, kg barite/bbl lumpur. Sedangkan jika yang digunakan sebagai zat pemberat adalah bentonit dengan SG =2,5 maka untuk tiap barrel lumpur diperlukan :
dmb) (20,8 dml) (dmb x 398 Ws ………..…...(2 – 8)
Dimana Ws = kg bentonite / bbl lumpur lama. 2.2.2. Sand Content
Tercampurnya serpihan-serpihan formasi (cutting) ke dalam pemboran akan membawa pengaruh pada operasi pemboran. Serpihan-serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini akan menambah densitas lumpur yang telah mengalami sirkulasi. Bertambahnya
densitas lumpur yang tersirkulasi ke permukaan akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh karena itu setelah lumpur disirkulasikan harus mengalami proses pembersihan terutama menghilangkan partikel-partikel yang, masuk ke dalam lumpur selama sirkulasi. Alat-alat ini, yang biasanya disebut “Conditioning Equipment”, adalah: Shale Shaker
Fungsinya membersihkan lumpur dari serpihan-serpihan atau cutting yang berukuran besar.
Degasser
Fungsinya untuk membersihkan lumpur dari gas yang mungkin masuk ke lumpur pemboran.
Desander
Fungsinya untuk membersihkan lumpur dari partikel-partikel padatan yang berukuran kecil yang bisa lolos dari shale shaker.
Desilter
Fungsinya sama dengan desander, tetapi desilter dapat membersihkan lumpur dari partikel-partikel yang berukuran lebih kecil.
Penggambaran sand content dari lumpur pemboran adalah merupakan prosen volume dari partikel-partikel yang diameternya lebih besar dari 74 mikron. Hal ini dilakukan melalui pengukuran dengan saringan tertentu. Jadi rumus untuk menentukan kandungan pasir (sand content) pada lumpur pemboran adalah : x 100
Vm Vs n ………..…………(2 – 9) Dimana : n = kandungan pasir
Vs = volume pasir dalam lumpur Vm = volume lumpur
2.3. ALAT DAN BAHAN 2.3.1 Alat
1. Mud Balance. 2. Retort kit. 3. Multi Mixer. 4. Wetting agent. 5. Sand Content set. 6. Gelas Ukur 500 cc 2.3.2 Bahan
1. Barite. 2. Bentonite
3. Air Tawar (Aquadest)
Gb. 2.1 Mud Balance
Gb. 2.2 Retort kit
Gb. 2.3 Sand Content set.
2.4. PROSEDUR PERCOBAAN 2. 4. 1. Densitas Lumpur
1. Mengkalibrasi peralatan mud balance sebagai berikut :
o Membersihkan peralatan mud balance.
o Mengisi cup dengan air sampai penuh, lalu ditutup dan dibersihkan bagian luarnya. Mengeringkan dengan kertas tissue.
o Meletakkan kembali mud balance pada kedudukan semula.
o Rider ditempatkan pada skala 8,33 ppg.
o Mencek pada level glass, bila tidak seimbang, mengatur calibration screw sampai seimbang.
2. Menimbang beberapa zat yang digunakan, sesuai petunjuk asisten.
3. Menakar air 350 cc dan dicampur dengan 22.5 gr bentonite. Caranya air dimasukkan ke dalam bejana, lalu dipasang pada multi mixer dijalankan, selang beberapa menit setelah dicampur, bejana diambil dan mengisi cup mud balance dengan lumpur yang telah dibuat.
4. Cup ditutup dan lumpur yang melekat pada dinding bagian luar dan tutup cup dibersihkan sampai bersih.
5. Meletakkan balance arm pada kedudukannya semula, lalu mengatur rider hingga seimbang. Membaca densitas yang ditunjukkan oleh skala.
6. Langkah 5 diulang untuk komposisi campuran yang diberikan oleh asisten. 2.4.2 Sand Content
1. Mengisi tabung gelas ukur dengan lumpur pemboran dan tandai. Menambahkan air pada batas berikutnya. Menutup mulut tabung dan kocok dengan kuat.
2. Menuangkan campuran tersebut ke saringan. Biarkan cairan mengalir keluar melalui saringan. Menambahkan air kedalam tabung, kocok dan tuangkan kembali ke saringan. Mencuci pasir yang tersaring pada saringan untuk melepaskan dari sisa-sisa lumpur yang melekat.
3. Memasang funnel tersebut pada sisi atas dari sieve. Dengan perlahan-lahan balik rangkaian peralatan tersebut dan masukkan ujung funnel kedalam gelas ukur. Hanyutkan pasir kedalam tabung dengan menyemprotkan air melalui saringan hingga semua pasir tertampung ke dalam gelas ukur.Biarkan pasir mengendap. Dari skala yang ada pada tabung, baca prosen volume dari pasir yang mengendap.
4. Mencatat sand content dari lumpur dalam prosen volume. 2.4.3 Penentuan Kadar Cairan Tapisan
1. Mengambil himpunan retort keluar dari insulator block, keluarkan mud chamber dari retort.
2. Mengisi upper chamber dengan steel wall.
3. Mengisi mud chamber dengan lumpur dan menempatkan kembali tutupnya, membersihkan lelehan lumpurnya.
4. Menghubungkan mud chamber dengan upper chamber, kemudian menempatkan kembali ke dalam insulator.
5. Menambahkan setetes wetting agent pada gelas ukur dan menempatkan di bawah kondensator.
6. Memanaskan lumpur sampai tak terjadi kondensasi lagi yang ditandai dengan matinya lampu indikator.
7. Mencatat dan menghitung :
- % volume minyak = ml minyak x 10 - % volume air = ml air x 10
- % volume padatan = 100 – (ml minyak + ml air) x 10 - Gram minyak = ml minyak x 0,8
- Gram lumpur = lb/gall x 1,2
- Gram padatan = gram lumpur – (gram minyak + gram air) - Ml padatan = 10 – (ml minyak + ml air)
- Specific gravity padatan rata-rata = gram padatan / ml padatan - % berat padatan = Gram padatan / gram lumpur) x 100
2. 5. PERHITUNGAN 1. Densitas :
Lumpur dasar : 350 ml air + 22,5 Bentonite Densitas lumpur dasar + 1 gr barite : 8,65 ppg
2. Sand Content :
Penambahan pasir sebesar 8.5 gr menghasilkan sand content 0.25 % 3. Kadar cairan lapisan :
Volume minyak : 0,3 ml
Volume air : 9 ml
% volume air : 9 ml x 10 = 90% % volume padatan : 100- (90+3)= 7% gr minyak : ml minyak x 0.8 = 0.3ml x 0.8 = 0.24 gram
gr lumpur : lb/gallon lumpur x 1.2 = 8.6 lb/gall x 1.2 = 10.32 gram gr padatan : gr lumpur – (gr minyak + gr air) = 10.32 – (0.24 + 9) = 1.08 gr
ml padatan : 10 – (ml minyak + ml air) =10 – (0,3ml +9 ml) = 0.7 gram
SGpadatan rata-rata : gr padatan / ml padatan = 1.54
7 . 0 08 . 1 ml gram % berat padatan = 100% 10.47% 32 , 10 08 . 1 2.6. HASIL PERCOBAAN 2.6.1 Data dan Gambar Grafik
Tabel 2.1. Data Densitas, Sand Content,
Plug L D Add Bari te gr ppg Berat Pasir (gr) Sand Content (%) Kdr Solar (ml) Kdr Oil (%) Kdr Pdtn, (%) Kdr air, (ml) Air,cc Bento nite gr A 350 22.5 0 8.5 1 0.25 1 1 6.2 9.6 B 350 22.5 1 8.6 1.5 0.25 1.5 1 14 8.5 C 350 22.5 2 8.7 2 0.25 2 1 29.31 7.3 D 350 22.5 3 8.7 2.5 0.25 2.5 1 25.34 7.7 F 350 22.5 4 8.7 3 0.25 3 1.5 17.44 8.4 G 350 22.5 5 8.7 3.5 0.25 3.5 2 34.95 7.4 H 350 22.5 6 8.7 4 0.25 4 2 22.86 7.6 I 350 22.5 7 8.73 4.5 0.2 4.5 2 11.03 9 J 350 22.5 8 8.79 5 0.25 5 2.3 15.02 8.57
Tabel 2.2. Data Densitas, Sand Content, & Pengukuran Kadar Minyak Lumpur Bor (Additive Air) Plug L D Ad d Air cc ppg Berat pasir (gr) Sand Cont (%) Kdr Solar (ml) Kdr Oil (%) Kdr Pdtn, (%) Kdr air, (ml) Air,c Bent onite , gr K 350 22.5 2 8.65 5.5 0.25 5.5 2 25 7.3
L 350 22.5 3 8.7 6 0.2 6 1 23 7.6 M 350 22.5 4 8.7 6.5 0.25 6.5 2 12.26 9 N 350 22.5 5 8.6 7 0.22 7 2 13 8.6 O 350 22.5 6 8.83 7.5 0.27 7.5 1 25 6.5 P 350 22.5 7 8.5 8 0.3 8 2.5 20 7.75 R 350 22.5 8 8.65 8.5 0.25 8.5 3 10.47 9 S 350 22.5 9 8.65 9 1 9 2 20.54 6.6 T 350 22.5 10 8.65 9.5 0.5 9.5 2 25.5 7.2 2.7. PEMBAHASAN
Dalam operasi pemboran, densitas lumpur sangat penting karena salah satu fungsinya sebagai penahan tekanan formasi. Densitas merupakan berat per satuan volume. Besarnya densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi untuk mencegah serendah mungkin terjadinya lost circulation dan kick, serta mengoptimalkan laju penembusan.
Pengukuran densitas dilakukan dengan alat Mud Balance, yang awalnya telah dikalibrasi dengan aquadest (8.33 ppg). Dari percobaan yang dilakukan, didapatkan densitas lumpur 8.6 ppg. Faktor yang mempengaruhi pengukuran densitas dengan menggunakan peralatan Mud Balance antara lain :
1. Pengadukan yang merata
2. Kebersihan dari peralatan Mud Balance 3. Berat per volume komponen penyusun lumpur
4. Isi lumpur dalam mud balance harus mewakili lumpur yang dibuat
Salah satu fungsi dari lumpur pemboran adalah menahan tekanan formasi. Karena lumpur memiliki densitas juga memiliki tekanan hidrostatik sehingga diharapkan tekanan hidrostatik lumpur (Ph) sama dengan tekanan formasi (Pf).
Grafik Penambahan Barite vs Densitas, terlihat adanya kecenderungan untuk meningkat. Hal itu menunjukkan bahwa penambahan Barite akan menambah densitas dari lumpur. Sehingga Barite dapat dikatakan sebagai additive yang berfungsi menambah densitas dari lumpur dan secara langsung mempengaruhi tekanan hidrostatik dari lumpur yang dinyatakan dengan persamaan :
Ph = 0.052 x x h
Dimana : Ph = Tekanan Hidrostatik, psi/ft = densitas lumpur, ppg h = kedalaman, ft
Sedangkan pada grafik Penambahan air Vs Densitas ada kecenderungan stabil menurun, hal itu menunjukkan bahwa penambahan air dapat menurunkan densitas lumpur.
Dalam percobaan Sand Content, penambahan 3,5 gr pasir didapatkan % sand content sebesar 0.25. Semakin tinggi nilai sand content dari lumpur pemboran, artinya semakin besar pula akumulasi pasir yang terdapat dalam lumpur tersebut. Berarti, semakin banyak pasir yang ditambahkan, maka akan menaikkan sand content dan densitas dari lumpur pemboran. Hanya saja, bila pasir yang bersifat korosif terakumulasi dalam jumlah banyak akan menimbulkan masalah pada peralatan produksi, pompa, maupun bit, berupa korosi. Untuk mengantisipasi hal tersebut, biasanya digunakan sand control yang berfungsi untuk menghalangi pasir masuk ke dalam sumur pemboran.
Percobaan penentuan kadar tapisan dengan menggunakan retort kit, dilakukan dengan cara menganalisa lumpur pemboran, dengan memasukkan lumpur tersebut ke
dalam mud chamber, dan diletakkan ke insulator. Kemudian memanaskan lumpur tersebut sampai gelas ukur terisi filtrat. Dari percobaan diperoleh kadar minyak 3 % dan kadar air 9 ml dengan penambahan solar pada lumpur sebanyak 8.5 ml dan satu tetes emulsifying agent, berat padatan yang diperoleh dalam prosen sebesar 10.47 %. Dalam retort kit ada steel wall yang berfungsi sebagai pemanjang jalannya uap sehingga terjadi kondensasi yang sempurna.
2.8. KESIMPULAN 1. Dari percobaan didapat :
o Densitas lumpur = 8.65 ppg o Volume minyak = 0.3 ml o Volume air = 9 ml o % volume air = 90 % o % volume padatan = 22 % o % volume oil = 3 % o % berat padatan = 10.47 % o gram minyak = 0,24 gr
o gram padatan = 1.08 gr o ml padatan = 0.25 ml o Sand Content = 0.25
2. Lumpur pemboran berfungsi sebagai penahan tekanan formasi. Densitas yang besar menghasilkan tekanan hidrostatik yang besar. Begitu pula sebaliknya, jika tekanan hidrostatik lebih besar dari pada tekanan formasi, maka akan terjadi lost circulation. Sedangkan apabila tekanan hidrostatik lebih kecil dari tekanan formasi, maka akan terjadi “kick” (masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor).
3. Pada umumnya bahan dasar lumpur, antara lain : a) Air : Merupakan bahan dasar.
b) Bentonite : Bahan dasar lumpur yang berasal dari clay. c) Barite : Bahan pemberat.
4. Densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan dibor agar dapat melakukan fungsinya secara optimal.
5. Densitas lumpur yang terlalu besar akan menyebabkan lumpur pemboran hilang ke formasi (lost circulation), dan apabila terlalu kecil akan menyebabkan masuknya fluida formasi ke lubang bor (kick).
6. Penambahan additive dapat menambah/ mengurangi densitas lumpur. Penambahan Barite dapat menaikkan densitas, sedangkan penambahan air menurunkan densitas lumpur.
7. Semakin tinggi prosentase sand content, semakin besar pula akumulasi pasir yang terdapat dalam lumpur tersebut.
Jawaban Soal Modul
1. Diketahui hasil percobaan sebagai berikut: Komposisi Lumpur Densitas
(ppg) Sand content (%) Lumpur dasar 8,65 0,5 LD+2 gr Barite 8,70 0,5 LD+5 gr Barite 8,75 0,5 LD+10 gr CaCO3 8,75 0,75 LD+15 gr Barite 8,80 0,75
Dilihat dari hasil percobaan diatas, Barite dan CaCO3 mempunyai fungsi yang sama,
yaitu sebagai additive (material pemberat) yang digunakan untuk meningkatkan densitas lumpur. CaCO3 biasanya digunakan pada lumpur dasar minyak (oil base
mud), sedangkan Barite untuk water base mud.
2. Jika saya bekerja sebagai mud engineer pada suatu operasi pemboran, maka material yang akan saya pilih adalah barite, karena kandungan pasirnya kecil, inert solid, dan ekonomis untuk meningkatkan densitas lumpur.
3. Diketahui : ρm1(ρair) = 8,33 ppg
SG Bentonite = 2,6 Ditanya : SG Barite = ?
Solusi : ρm2(ρlumpur) = air x SG Bentonite
= 8,33 x 2,6 = 21,658 ppg 1 Vm Vs = 1 Barite 1 1 2 ρm SG ρm ρm ρm 0,5 = 8,3321,658SG 8,338,33 Barite 4,165 x SGBarite = 13,328 + 4,165 SGBarite = 4,2
4. Ya, termasuk API Barite
Sebab, API Barite, SG = 4,2 (min)
5. Pengukuran kadar pasir dilakukan karena kandungan pasir membawa pengaruh pada operasi pemboran. Serpih-serpih pemboran yang biasanya berupa pasir akan dapat mempengaruhi karakteristik Lumpur yang disirkulasikan, Dalam hal ini akan menambah densitas Lumpur yang telah mengalami sirkulasi. Jika densitas lumpur bertambah, maka beban sirkulasi lumpur akan bertambah juga.
Cara untuk mengatasi masalah dalam operasi pemboran dengan membersihkan lumpur yang telah disirkulasikan dengan conditioning equipment yang terdiri dari shale shaker, degasser, desander, dan desilter.
6. Hematite mempunyai harga SG antara 4,9–5,3 sedangkan Ilminite dari 4,5–5,11 dengan kekerasan masing-masing 2 kali lebih besar dari Barite. Kelebihan kedua additive tersebut yaitu akan cenderung meningkatkan filtrat loss dan mud cake, selain itu dengan SG yang lebih besar dibanding Barite, maka additive ini dapat menaikkan densitas lebih besar. Kekurangan kedua additive tersebut yaitu komplain pengotoran/ perubahan warna yang serius pada kulit dan pakaian yang disebabkan penurunan dalam penggunaan Hematite sebagai material pemberat.
7. Galena mempunyai SG sekitar 7,5 dan dapat digunakan untuk membuat Lumpur dengan densitas yang lebih dari 19 ppg. Material ini jarang digunakan sebagai density control additive dan hanya digunakan untuk masalah pemboran khusus karena SG Galena tinggi sehingga meningkatkan densitas mencapai >19 ppg. Apabila Galena digunakan pada kondisi standard, maka akan mengakibatkan terjadinya Loss Circulation. Oleh karena itu, Galena hanya digunakan dalam situasi darurat misalnya saat terjadi kick, dimana untuk mengatasinya perlu menaikkan densitas Lumpur. Dalam hal ini Galena digunakan sebagai material pemberat.
8. Diketahui : Vml = 200 bbl dml = 11 ppg dmb = 11,5 ppg 1 ppg = 0,12 gr/cc dbarite = 4,2 gr/cc = 4,2 gr/cc x 1 ppg/0,12 gr/cc = 35 ppg.
Ditanya : Ws (jumlah Barite) dlm lb = ? Solusi : (ds Vml) dmb dl dml dmb Ws (35lb/gal 200bbl 4.2gal/bbl) 1.5 35 11 11.5 Ws lb 625.53 Ws
BAB III
PENGUKURAN VISKOSITAS DAN GEL STRENGTH 3.1. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan viskositas relatif lumpur pemboran dengan menggunakan Marsh Funnel. 2. Menentukan viskositas nyata (apparent viscosity), plastic viscosity, yield point, dan
gel strength lumpur pemboran dengan menggunakan Fann VG Meter. 3. Memahami rheology lumpur pemboran.
4. Memahami efek penambahan thinner dan thickener pada lumpur pemboran. 3.2. DASAR TEORI
Viskositas dan gel strength merupakan bagian yang pokok dalam sifat rheology fluida pemboran. Pengukuran sifat-sifat rheology fluida pemboran sangat penting mengingat efektifitas pengangkatan cutting merupakan fungsi langsung dari viskositas.
Sifat gel pada lumpur juga penting pada waktu round trip yaitu saat operasi pemboran dihentikan sementara untuk mengganti bit misalnya. Gel strength menunjukkan kemampuan fluida untuk menahan cutting dalam waktu tertentu agar tidak mengendap. Viskositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik tidaknya suatu lumpur.
Rheology dari lumpur pemboran ini mengikuti model rheology Bingham Plastic, untuk fluida newtonian ini merupakan model yang paling sederhana. Fluida non-newtonian adalah fluida yang mempunyai viskositas yang tidak konstan, bergantung besarnya shear rate yang terjadi. Fluida non-newtonian memperlihatkan yield stress suatu jumlah tertentu dari tahanan dalam yang dibutuhkan agar fluida mengalir seluruhnya. Viskositas yang diukur dengan marsh funnel adalah waktu dalam detik yang dibutuhkan oleh 0,9463 liter fluida untuk mengalir keluar dari corong marsh funnel. Untuk fluida non-newtonian data yang didapat dari marsh funnel tidak dapat memberikan gambaran lengkap dari rheology suatu fluida, maka biasa digunakan untuk membandingkan fluida yang baru dengan kondisi sekarang.
Viskositas plastik (plastic viscosity) sering kali digambarkan sebagai bagian dari resistensi untuk mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik. Yield point adalah bagian resistensi untuk mengalir yang merupakan akibat dari gaya tarik-menarik antar partikel, gaya ini disebabkan oleh muatan-muatan pada permukaan partikel terdispersi dalam fasa fluida.
Gel strength dan yield point adalah gaya tarik-menarik dalam suatu sistem lumpur jika gel strength adalah gaya tarik-menarik yang statik, maka yield point merupakan gaya tarik-menarik pada suatu keadan dinamik.
3.2.1. Penentuan Harga Shear Stress Dan Shear Rate
Harga shear stress dan shear rate yang masing-masing dinyatakan dalam bentuk penyimpangan skala penunjuk (dial reading) dan RPM motor, harus diubah menjadi
harga shear stress dan shear rate dalam satuan dyne/cm2 dan detik1 agar diperoleh harga
viskositas dalam satuan cp (centipoise). Adapun persamaan tersebut sebagai berikut : γ : 1.074 RPM...(3 – 1)
τ : 5.077 C...(3 – 2) dimana : γ : shear rate, sekon -1
τ : shear stress, dyne/cm2
C : dial reading, derajat
RPM : revolution per minute dari rotor.
3.2.2. Penentuan Harga Viskositas Nyata (Apparent Viscosity)
Viskositas nyata (µa) untuk setiap harga shear rate dihitung berdasarkan :
µa = 100 ...(3 – 3) µa = RPM C) 300 ( ...(3 – 4)
3.2.3. Penentuan Plastic Viscosity Dan Yield Point
Untuk menentukan plastic viscosity (µp) dan yielt point (Yp) dalam fielt unit
digunakan persamaan Bingham Plastic berikut : µp = 600 300 300 600 ...(3 – 5)
Dengan memasukkan persamaan (1) dan (2) kedalam persamaan (5) didapat : µp = C600 – C300...(3 – 6)
Yb = C300 - µp...(3 – 7)
Dimana : µp = plastic viscosity, cp
Yb = yielt point Bingham, lb/100 ft2
C600 = dial reading pada 600 RPM, derajat
C300 = dial reading pada 300 RPM, derajat
3.2.4. Penentuan Harga Gel Strength
Harga gel strength dalam 100 lb/ft2 diperoleh secara langsung dari pengukuran
kecepatan 3 RPM, langsung menunjukkan harga gel strength 10 detik atau 10 menit dalam 100 lb/ft2.
3.3. PERALATAN DAN BAHAN
Peralatan : 1. Marsh Funnel. 2. Timbangan. 3. Gelas ukur 500 cc. 4. Fann VG Meter. 5. Mud Mixer. 6. Cup Mud Funnel.
Bahan :
1. Bentonite.
Gb. 3.1 Marsh Funnel.
Gb. 3.2 Fann VG Meter.
Mud Mixer.
3.4. PROSEDUR PERCOBAAN 3.4.1. Membuat Lumpur
Prosedur pembuatan lumpur sama dengan prosedur pembuatan lumpur pada percobaan satu. Komposisi lumpur yang akan dibuat ditentukan oleh asisten.
3.4.2. Cara Kerja Dengan Marsh Funnel
1. Menutup bagian bawah marsh funnel dengan jari tangan. Tuangkan lumpur bor melalui saringan sampai menyinggung bagian bawah saringan (1,5liter).
2. Setelah menyediakan bejana yang telah tertentu isinya (1 quart = 946ml) pengukuran dimulai dengan membuka jari tadi sehingga lumpur mengalir dan ditampung dalam bejana tadi.
3. Mencatat waktu yang diperlukan (detik) lumpur untuk mengisi bejana yang tertentu isinya tadi.
3.4.3. Mengukur Shear Stress Dengan Fann Vg
1. Mengisi bejana dengan lumpur sampai batas yang ditentukan.
2. Meletakkan bejana pada tempatnya, serta mengatur kedudukannya sedemikian rupa sehingga rotor dan bob tercelup ke dalam lumpur menurut batas yang telah ditentukan.
3. Menggerakkan rotor pada posisi High dan menempatkan kecepatan putar rotor pada kedudukan 600 RPM. Pemutaran terus dilakukan sehingga kedudukan skala (dial) mencapai keseimbangan. Mencatat harga yang ditunjukkan oleh skala.
4. Pencatatan harga yang ditunjukkan oleh skala penunjuk setelah mencapai keseimbangan dilanjutkan untuk kecepatan 300, 200,100, 6 dan 3 RPM dengan cara yang sama seperti diatas.
1. Setelah selesai pengukuran shear stress, mengaduk lumpur dengan Fann VG pada kecepatan 600 RPM selama 10 detik.
2. Mematikan Fann VG, kemudian diamkan lumpur selama 10 detik.
3. Setelah 10 detik menggerakkan rotor pada kecepatan 3 RPM. Membaca simpangan maksimum pada skala penunjuk.
4. Mengaduk kembali lumpur dengan Fann VG pada kecepatan rotor 600 RPM selam 10 detik.
5. Mengulangi kerja diatas untuk gel strength 10 menit. (untuk gel strength 10 menit, lama pendiaman lumpur 10 menit).
3.5.PERHITUNGAN
- Waktu alir lumpur dalam Mursh Funnel = 62 detik - Pengukuran dengan Funn VG
- Pengukuran Gel Strenght dengan Funn VG 1. Selama 10 detik = 10
2. Selama 10 menit = 2
- Plastic Viscosity (μp) = C600 – C300
= 11 – 6 = 5 cp - Yield Point (Yp) = C300 – μp
= 6 – 5 = 1 lb/100ft²
3.6. HASIL PERCOBAAN 3.6.1 Data dan Gambar Grafik
Tabel 3.1 Pengukuran Viscositas dan Gel Strength Semua Plug Plug Lumpur Dasar addictive M F Fann VG
Air Bentonit e (detik ) PV Yp Gel Strength (ml) (gram) CMC-LV 10" 10' LD 350 22.5 0 34 6 2 1 4 A 350 22.5 0.5 37 5 5 4 13 B 350 22.5 1 39 10 5 4 21 C 350 22.5 1.5 37 6 8 4 19 D 350 22.5 2 48.6 7 14 3 19 F 350 22.5 2.5 48.6 7 16 6 12 G 350 22.5 3 62 14 12 10 23 H 350 22.5 3.5 55 11 18 8 25 I 350 22.5 4 58 10 12 5 19 J 350 22.5 4.5 73 12 24 1 27 Spersene K 350 22.5 0.5 35 4.5 5 2 8 L 350 22.5 1 34 5 2.5 1.5 5.5 M 350 22.5 1.5 34 5 1 1 3 N 350 22.5 2 37 4 2 1 3 O 350 22.5 2.5 35 4 4 1 2 P 350 22.5 3 35.1 6 1 2 4 R 350 22.5 3.5 35.5 5 2 1 2 S 350 22.5 4 35.8 5 1 2 1 T 350 22.5 4.5 35 6 3 2 7 3.7 PEMBAHASAN
Dalam percobaan dengan menggunakan Mursh Funnel untuk mengukur viskositas kinematik lumpur dasar didapatkan waktu alir untuk penambahan 3.4 gr CMC pada lumpur dasar 35.5 detik. Waktu alir yang diukur menunjukkan kecepatan alir dari fluida pemboran dalam melewati Mursh Funnel yang menunjukkan viskositas kinematiknya. Pada percobaan pengukuran shear stress dengan alat Funn VG meter didapatkan data untuk lumpur dasar pada 300 RPM dial readingnya 6 dan pada 600 RPM dial readingnya 11, dengan viscositas plastic sebesar 5 cp. Dengan demikian dapat diamati bahwa
penambahanCMC dapat menaikkan shear stress dan viscositas plastic karena tingkat viscositas kinematiknya tinggi., sedangkan penambahan spersene dapat menurunkan shear stress dan viscositas plastiknya karena tingkat viscositas kinematiknya rendah. Viscositas yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penetration rate turun, pressure lost tinggi, sukar melepaskan gas dan cutting dari lumpur dipermukaan, sedangkan jika
viscositasnya yang terlalu rendah dapat menyebabkan pengangkatan cutting tidak baik, material-material pemberat lumpur terendapkan sehingga akan terjadi penggerusan kembali oleh pahat yang mengakibatkan cepat tumpulnya mata pahat. Viscositas pada lumpur pemboran yang normal berkisar antara 36 – 45 detik.
Dala percobaan diawali dengan mengkalibrasikan alat Marsh Funnel dengan air kemudian untuk mengukur viscositas relatif dari lumpur dasar juga mengukur viscositas relatif dari limpur yang telah dicampur dengan additive. Additive yang telah dicampurkan ke dalam lumpur dasar adalah spersene dan CMC. Dari hasil pencampuran dengan additive tersebut dapat dilihat (dari data percobaan) bahwa pencampuran lumpur dengan spersene yang berfungsi sebagai tinner(pemgencer) akan memprkecil harga viscositas relatif. Sedangkan pemcampuran CMC yang berfungsi sebagai thickiner (pengental) akan memperbesar harga viscositas relatif.
Dalam pengukuran gel strenght dengan alat Funn VG meter didapatkan gel strenght untuk lumpur dasar sebesar 1 untuk 10 detik dan 2 untuk 10 menit. Dengan demikian zat additive CMC akan menaikkan gel strenght, sedangkan penambahan spersene akan menurunkan gel strenght terhadap lumpur dasarnya. Harga gel strenght pada 10’ lebih besar dari gel strenght 10” karena dengan bertambahnya waktu pembentukan padatan dapat terjadi karena gaya tari-menarik antar partikel lebih banyak. Gel strenght yang terlalu kecil akan mengakibatkan terendapnya cutting/pasir pada saat sirkulasi berhenti, sedang gel strenght yang terlau tinggi mempersulit usaha pompa untuk memulai sirkulasi lagi.
Pengukuran shear stress lumpur pemboran dilakukan dengan peralatan funn VG meter. Pengukuran ini dilakukan dengan memberikan putaran RPM terhadap lumpur yang akan di test dan membaca dial reading, dimana semakin kecil RPM yang diberikan maka semakin kecil pula simpangan yang terbaca pada dial reading, hal ini disebabkan karena sesuai dengan sifatnya yaitu apabila lumpur didiamkan maka partikel-partikel claynya akan menggumpal.
4.7. KESIMPULAN
)a Viskositas Relatif : ()1 300 RPM = 6 ()2 600 RPM = 11 )b Plastic Viscosity = 5 cp )c Yield Point = 1 lb/100ft² d) Gel Strength : i) 10” = 1 ii) 10’ = 2
2) Penambahan CMC akan meningkatkan viskoitas, gel strength, shear stress, dan yield point.
3) Semakin lama Lumpur dasar + CMC didiamkan maka gel strengthnya akan meningkat.
4) Viskositas mempunyai hubungan yang setara dengan gel strength, densitas, dan tekanan hidrostatis Lumpur.
JAWABAN MODUL No Komposisi lumpur μ relative (cp) μ plastic (cp) YP (lb/100ft ) GS 10 “ (lb/100ft ) GS 10” (lb/100ft ) 1 LD 52 3,5 21,5 3 10 2 LD+2 gr dextrid 61 6 24 5 14 3 LD+2,6 gr dextrid - 11 27 18 72 4 LD+3 gr bentonite 50 2 3,4 7 20 5 LD+9 gr bentonite - 12 50 24 104
1. Dengan melihat data diatas, maksud penambahan dextrid kedalam Lumpur dasar dalah untuk merubah sifat rheologi fluida pemboran terutama dari Lumpur pemboran yaitu Lumpur dasar .Additive dextride yang ditambahkan berfungsi untuk meningkatkan viscositas dan gel strength dari Lumpur dasar sehingga efektifitas pengangkatan cutting di lubang bor seoptimal mungkun,sehingga tidak terjadi pengendapan pada dasar sumur yang dapat mengakibatkan kesukaran pada pemboran selanjutnya.
2. Penambahan bentonite pada Lumpur dasar dapat mengakibatkan peningkatan gel strength dan penurunan viscositas serta yield point sehingga apabila gel strength
terlalu besar maka Lumpur akan cepat mengalami pergeseran dan dapat dan meningkatkan pengendapan pada lubang sumur yang dapat menyulitkan sirkulasi Lumpur pada lubang sumur.
3. Dari data diatas terlihat bahwa harga SG 10 menit selalu lebih besar dari SG 10 detik karena gel strength merupakan pembentukan padatan karena gaya tarik menarik antara plot-plt clay kalau didiamkan dan ini bukan sifat dalam aliran tapi dalam keadaan statis dimana clay dapat mengatur diri. Maka itu bertambahnya waktu akan meningkatkan gel strength.
- Relative viscosity (μrelative) ialah viskositas dari fluida Newtonian yang
menunjukkan shear stress sama dengan shear rate.
- Apparent viscosity (μp) ialah perbandingan antara shear stress dan shear rate yang
tidak konstan,bervariasi terhadap shear stress.
- Plastic viscosity (μp) ialah ukuran untuk menyatakan hambatan fluida untuk
mengalir yang disebabkan oleh jumlah type dan ukuran dari prosentase padtan yang diberikan pada fluida, dinyatakan dalam dyne/sgcm.
- Bingham yield point (Yb) ialah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya
tarik menarik dari partikel yang dinamis. Gaya tarik menarik ini disebabkan oleh muatan-muatan pada permukaan partikel yang terdispersi dalam fasa fluida.
BAB IV
FILTRASI DAN MUD CAKE 4.1. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari pengaruh komposisi Lumpur bor tehadap filtration loss dan mud cake. 2. Mengenal dan memahami alat-alatdan prinsip kerja Filter Press.
4.2. DASAR TEORI
Ketika terjadi kontak antara Lumpur pemboran dan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel kecil melewatinya. Fluida yang hilang kedalam batuan disebut “filtrate”. Sedangkan lapisan partikel-partikel besar bertahan dipermukaan disebut “filter cake”. Proses filtrasi diatas hanya terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan positif kearah batuan. Pada dasrnya ada 2 jenis filtaration yang terjadi selama pemboran yaitu static filtation dan dynamic filtration. Static filtration terjadi jika lumpur pemboran dalam keadaa diam, dan dynamic filtration terjadi ketika lumpur pemboran dalam keadaan disirkulasikan.
Apabila filtration loss dan pembentukan mud cake tidak dikontrol, maka ia akan menimbulkan berbagai maslah, baik selama operasi pemboranmaupun dalam evaluasi formasi dan tahap produksi. Mud cake yang tipis akan merrupakan bantalan yang baik antara pipa dan permukaan lubang pemboran.mud cake yang tebal akan terjadi penyempitan lubang pemboran sehingga sulit diangkat dan diputar, sedangkan filtratnya akan menyusup ke formasi dan akan menyebabkan damage pada formasi.
Dalam percobaan ini akan dilakukan pengukuran volume filtration loss dan tebal mud cake untuk static filtration. Standart prosedur yang digunakan adalah APIRP 13B untuk LPLT (low pressure low temperature). Lumpur ditempatkan dalam silinder sandar yang bagian dasrnya dilengkapi kertas saringan dan diberi tekanan sebesar 100 psi dengan lama waktu pengukuran 30 menit. Volume filtrate ditampung dengan gelas ukur dengan cubic centimeter (cc).
Persamaan untuk volume filtrate dihasilkan dapat diturunkan dari persamaan darcy, persamaannya adalah sebagai berikut
Vf = A 2 1 1 2 PT cm cc k Dimana : A : Filtration Area K : Permeabilitas Cake.
Cc :Volume fraksi solid dalam mud cake. Cm: Volume fraksi solid dalam lumpur. P : Tekanan filtrasi.
t : Waktu filtrasi = viskositas filtrate.
Pembentukan mud cake dan filtration loss adalah 2 kejadian dalam pemboran yang berhubungan erat, baik waktu kejadiannya maupun sebab dan akibatnya. Oleh sebab itu maka pengukurannya dilakukan secara bersamaan.
Persamaan yang umum digunakan untuk static filtration loss adalah : Q2 = Q1 x 2 1 1 2 t t Dimana : 1
Q = fluida loss pada waktu t1
2
Q = fluida loss pada waktu t2
4.3. ALAT DAN BAHAN 4.3.1. Alat
Stop watch Gelas Ukur 50 cc Filter Paper 4.3.2. Bahan Bentonite Aquadest PAC-L Spresene Gb. 4.1 Filter Press
Gb. 4.2 Mud Mixer
4.4. PROSEDUR PERCOBAAN. 1. Membuat lumpur :
Memuat lumpur standar :
22,5 bentonite + 350 cc aquadest.
Tambahkan additives sesuai dengan petunjuk assisten. Aduk selama 30 menit.
2. Mempersiapkan alat filter press dan segera pasang filter paper serapat mungkin dan letakan gelas ukur dibawah slinder untuk menampung fluida filtrate
3. Menuangkan campuran lumpur kedalam silinder dan segera tutup rapat. Kemudian alirkan udara dengan tekanan 100 psi.
4. Segera mencatat volume filtrate sebagai fungsi dari waktu dengan stop watch. Interval pengamatan setiap menit pada 20 menit pertama, kemudian 5 menit untuk menit 20 selanjutnya. Catat juga volume filtrate pada menit 7,5.
5. Menghentikan penekanan udara, buangtekanan udara dengan silinder (bleed off) dan sisa lumpur dalam silinder dituangkan kembali kedalam breaker.
6. Menentukan tebal mud cake yang terjadi dan ukur pH-nya 4.5. PERHITUNGAN
- Tebal mud cake = 0.185 cm
- PH = 9
- Volume filtrat = 17 ml
2.54 33.414 5) (11 140 t ) V (n V m abs 0 Vcorr = Vabs + (mt) to = 5 +2.54(0) = 0.5 t2 = 9.5 + 2.54 (1.414) = 13.09 t4 = 11 + 2.54 (2) = 16.08 t6 = 11.5 + 2.54 (2.449) = 17.723 t7.5 = 12.3 + 2.54 (2.739) = 19.26 t8 = 12.5 + 2.54 (2.828) = 19.69 t10 = 13.2 + 2.54 (3.162) = 21.23 t15 = 14 + 2.54 (3.87) = 23.83 t20 = 16 + 2.54 (4.47) = 27.35 t25 = 17 + 2.54 (5) = 29.7 t30 = 18 + 2.54 (5.48) = 31.92 Vtrue = Vcorr - Vabs
to = 5 -5 = 0 t2 = 13.09 –5 = 3.59 t4 = 16.08 – 11 = 5.08 t6 = 17.723 – 11.5 = 6.223 t7.5 = 19.26 – 12.3 = 6.96 t8 = 19.69 – 12.5 = 7.19 t10 = 21.23 – 13.2 = 8.03 t15 = 23.83 – 14 = 9.83 t20 = 27.35 – 16 = 11.35 t25 = 29.7 – 17 = 12.7 t30 = 31.92 – 18 = 13.95
