STUDI LAB : ANALISIS PENGGUNAAN XANTHUN GUM TERHADAP SIFAT FISIK RHEOLOGI PADA SISTEM
LUMPUR KCL-POLIMER TUGAS SARJANA
Karya ilmiah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar sarjana Teknik Dari Sekolah Tinggi Teknologi Migas Balikpapan
Disusun Oleh : MUHAMMAD ASLIM
19.01.086
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK PERMINYAKAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MIGAS
BALIKPAPAN
2023
LEMBAR PERNYATAAN ANTI PLAGIAT
Saya selaku penulis, yang bertandatangan dibawah ini :
NAMA : Muhammad Aslim
TTL : TARAKAN , 23 JANUARI 2001
Alamat : JL.Kusuma Bangsa RT.25, TARAKAN, KALIMANTAN UTARA Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Sarjana saya yang berjudul “STUDI LAB : ANALISIS PENGGUNAAN XANTHUN GUM TERHADAP SIFAT FISIK RHEOLOGI PADA SISTEM LUMPUR KCL-POLIMER” merupakan murni karya saya dan tidak meniru karya manapun. Apabila didapati bahwa hasil karya ini berupa karya tiruan, maka saya siap menerima segala bentuk konsekuensi berdasarkan yang telah teratur dalam perundang – undangan.
Demikian pernyataan ini dibuat berdasarkan kemauan saya sendiri, tanpa adanya paksaan oleh pihak manapun dan dibuat dalam keadaan sadar oleh saya sendiri.
Balikpapan, 23 Oktober 2023
Muhammad Asllim
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING TUGAS SARJANA
STUDI LAB : ANALISIS PENGGUNAAN XANTHUN GUM TERHADAP SIFAT FISIK RHEOLOGI PADA SISTEM LUMPUR KCL-POLIMER
Oleh : Muhammad Aslim
19.01.086
Program Studi S1 Teknik Perminyakan Sekolah Tinggi Teknologi Migas
Disetujui Oleh :
Pembimbing I
NIJUSIHO MANIK, S.T.,M.T NIDN.1107128501
Pembimbing II
JOKOWIYONO, S.T.,M.T NIDN.1119018501
Mengetahui,
Ketua Prodi S1 Teknik Perminyakan
Abdi Suprayitno, S.T.,M.Eng NIDN.1110098502
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI
TUGAS SARJANA
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas berkah rahmat dan junjungannya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan Menyusun laporan yang berjudul Studi Lab : Analisis Penggunaan Xanthun Gum Terhadap Sifat Fisik Rheologi Pada Sistem Lumpur Kcl-Polimer.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu sehingga laporan ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya, antara lain :
1. Kepada Tuhan yang Maha Esa telah memberikan kesempatan dan Kesehatan sehingga penulis dapat melakukan kerja praktik
2. Orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan penuh dan biaya
3. Bapak Dr. Lukman, S.T., M.T selaku Ketua STT Migas Balikpapan
4. Bapak Abdi Suprayitno, S.T., M.Eng selaku ketua jurusan S1 Teknik Perminyakan
5. Ibu Esterina Natalia Paindan, M.Pd selaku Dosen Pembimbing Akademik 6. Ibu Nijusiho Manik, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir 1 7. Bapak Jokowiyono, S.T.,M.T selaku pembimbing Tugas Akhir 2
8. Damayanti selaku pembimbing pribadi memberikan dukungan serta motivasi Penulis sadar bahwa dalam mengerjakan laporan ini masih ada kekurangan untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun.
Semoga laporan ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis sendiri dan umumnya pembaca.
Balikpapan, 23 Oktober 2023
Penulis
Judul
STUDI LAB : ANALISIS PENGGUNAAN XANTHUN GUM TERHADAP SIFAT FISIK
RHEOLOGI PADA SISTEM LUMPUR KCL-POLIMER
Muhammad Aslim
Program Studi Teknik Perminyakan 19.01.086
Sekolah Tinggi Teknologi Migas
ABSTRAK
Lumpur pemboran merupakan bagian yang sangat penting didalam suatu kegiatan pemboran. Pemboran dapat berjalan dengan lancar, aman, dan ekonomis bergantung sistem lumpur pemboran yang digunakan. Xanthun Gum merupakan bakteri Xanthomonas Campetris. Pada lumpur pemboran Xanthun Gum berfungsi sebagai Viscosifier. Sampel Kcl-polimer akan ditambahkan Xanthun Gum sebanyak 1 gram, 1,25 gram, 1,50 gram hingga 1,75 gr. Konsentrasi Xanthun Gum akan diuji menggunakan Rheometer untuk mengamati rheologi dari setiap sampel.
Rheologi akan menyesuaikan dari kebutuhan Sumur Trayek 13 ¼ pada lapangan Y.
Trayek 13 ¼ dibutuhkan nilai Plastic Viscosity (10-25 cps), Yield Point (22-32 lbs/100ft^2) dan Gel Strength 10@ detik (4-11 lbs/ft^2) dan Gel Strength @10 menit (12-22 lbs/100 ft^2). Percobaa dan pengujian dilakukan di laboratorium Sekolah Tinggi Minyak dan Bumi Balikpapan. Didapatkan pada Sampel A3 dengan Komposisi air murni (319,81 gr), NaoH (0,15 gr), Bentonite (2,00 gr), Pac- LV (1,50 gr), Starch (5,50 gr), Barite (43,00gr), KCL (27,00 gr) dan Xanthun Gum (1.5 gr). pada komposisi tersebut didapatkan rheologi Plastic Viscosity (18 cps), Yield Point (27 lbs/100ft^2) dan Gel Strength 10@ detik (10 lbs/ft^2) dan Gel Strength @10 menit (16 lbs/100 ft^2). Pada trayek 13 ¼ dapat digunakan komposisi sampel A3.
KATA KUNCI : KCL-Polimer, Xanthun Gum, Rheologi
Judul
STUDI LAB : ANALISIS PENGGUNAAN XANTHUN GUM
TERHADAP SIFAT FISIK RHEOLOGI PADA SISTEM
LUMPUR KCL-POLIMER
Muhammad Aslim
Program Studi Teknik Perminyakan 19.01.086
Sekolah Tinggi Teknologi Migas
ABSTRACT
Drilling mud is a very important part of a drilling activity. Drilling can run smoothly, safely, and economically depending on the drilling mud system used.
Xanthun Gum is a bacterium of Xanthomonas Campetris. In the drilling mud, Xanthun Gum functions as a Viscosifier. Kcl-polymer samples will be added Xanthun Gum as much as 1 gram, 1.25 grams, 1.50 grams to 1.75 gr. The concentration of Xanthun Gum will be tested using a Rheometer to observe the rheology of each sample. Rheology will adjust from the needs of the Well Route 12 1/4 in field Y. Route 12 1/4 requires Plastic Viscosity (10-25 cps), Yield Point (22-32 lbs/100ft^2) and Gel Strength 10@ second (4-11 lbs/ft^2) and Gel Strength @ 10 minutes (12-22 lbs/100 ft^2). Trials and tests were carried out in the laboratory of the Balikpapan College of Oil and Petroleum. Obtained in A3 Samples with pure water composition (319.81 gr), NaoH (0.15 gr), Bentonite (2.00 gr), Pac-LV (1.50 gr), Starch (5.50 gr), Barite (43.00 gr), KCL (27.00 gr) and Xanthun Gum (1.5 gr). in the composition obtained rheology Plastic Viscosity (18 cps), Yield Point (27 lbs/100ft^2) and Gel Strength 10@ seconds (10 lbs/ft^2) and Gel Strength @ 10 minutes (16 lbs/100 ft^2). On route 12 1/4 can be used A3 sample composition.
KEYWORDS: KCL-Polymer, Xanthun Gum, Rheology
DAFTAR ISI
LEMBAR PERNYATAAN ANTI PLAGIAT...iii
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING...iv
KATA PENGANTAR...vi
ABSTRAK... vii
ABSTRACT...viii
DAFTAR ISI...ix
DAFTAR GAMBAR... xi
DAFTAR TABEL...xii
DAFTAR SNGKATAN...xiv
DAFTAR KONVERSI... xv
DAFTAR GRAFIK...xvi
BAB I PENDAHULUAN...1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Rumusan Masalah...2
1.3 Tujuan Penelitian...2
1.4 Manfaat Penelitian...2
1.5 Batasan Masalah...2
BAB II TEORI DASAR...4
2.1 Lumpur Pemboran...4
2.2 Fungsi Lumpur Pemboran...5
2.3 Jenis Jenis Lumpur...8
2.4 Material Lumpur Dasar Water Base Mud...9
2.5 Sifat Fisik Lumpur Pemboran...15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN...19
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...27
4.1 Regional Lapangan Kutai Utara Lama...27
4.2 Konversi Satuan lapangan terhadap skala laboratorium...28
4.3 Pembuatan Sampel Lumpur KCl-Polimer...28
4.4 Hasil Pengujian Lumpur KCI-Polimer...29
BAB V ANALISIS PENGGUNAAN XANTHUN GUM TERHADAP
SISTEM LUMPUR KCL-POLIMER...36
5.1 Hubungan Waktu Pencampuran Xanthun Gum Terhadap Sistem Lumpur Kcl-Polimer...36
5.2 Pengaruh Xanthun Gum Terhadap Rheology Pada Sistem Lumpur Kcl-Polimer... 36
BAB VI... 39
6.1 Kesimpulan...39
DAFTAR PUSTAKA...40
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Material NaoH………..10
Gambar 3.2 Material Bentonite………11
Gambar 3.3 Material Pac-L………..11
Gambar 3.4 Material Starch……….12
Gambar 3.5 Material Barite……….13
Gambar 3.6 Material KCL………...14
Gambar 3.7 Material Xanthun Gum………15
Gambar 3.8 Flowchart Penelitian………20
Gambar 4.1 Lokasi Kutai Lama………...27
Gambar 4.2 Litologi Trayek X……….28
DAFTAR TABEL
TABEL 4.1 Komposisi Berdasarkan Konsentrasi Additive………..29
DAFTAR SIMBOL
SIMBOL FLOWCHART
Simbol Nama keterangan
Arrow (Panah Garis) Sebagai petunjuk yang mengarah pada objek
Procces Sebagai simbol
dilakukan suatu kegiatan Data (data) Sebagai simbol sutau
data yang telah tersedia sebelumnya Process (proses) Sebagai simbol
sedang,akan, telah dilakukan pada
penelitian Decision (keputusan) Sebagai simbol
pengambilan keputusan yang telah ditentukan
DAFTAR SNGKATAN
Singkatan
@ = terhadap, pada
^ = kuadrat
10’ = 10 detik
10’’ = 10 menit
Cm = centi meter
Cps = centipoise
Ft = feet (kaki)
Ft^2 = feet square (kaki persegi)
gr = gram
GS = Gel Strength
Lbs = Libra Pondo (lb) / (lbs) Satuan Pon
m = Meter
PV = Plastic Viscosity
RPM = Revolution Per Minutes (kecepatan perputaran mesin)
SDA = Sumber Daya Alam
YP = Yield Point
LPLT = Low Pressure Low Temperature
DAFTAR KONVERSI
SATUAN MASSA 1 lb = 453,592 gram SATUAN VOLUME 1 liter = 1000 ml 1 gallon = 3.785 liter
1 barrel = 42 gallon = 158.987 liter = 158.987.000 ml 1 ft^3 =7.481 gallon =28.32 liter
SATUAN MASSA VOLUME 1 gr/ml = 350.51 lb/bbl
PERHITUNGAN KONVERSI PENELITIAN Lb = 453,597024 gram
Barrel =158987,32 ml
Pounds per barrel = 1 gr/350 ml
DAFTAR GRAFIK
GRAFIK 4.1 hasil pengujian Densitas……….30
GRAFIK 4.2 hasil pengujian Plastic Viscosity……….31
GRAFIK 4.3 hasil pengujian Yield Point………..32
GRAFIK 4.4 hasil pengujian Gel Strength 10 detik……….33
GRAFIK 4.5 hasil pengujian Gel Strength 10 Menit………33
GRAFIK 4.6 hasil pengujian Filtration Loss……….34
GRAFIK 4.7 hasil pengujian Ph Filtrat………35
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Fluida pemboran merupakan salah satu aspek penting dalam keberhasilan kegiatan pemboran. Efisiensi dan efektif keselamatan dan biaya bergantung pada fluida pemboran[9]. Fluida pemboran ini dikenal dengan lumpur pemboran[1]. Beberapa peran dari lumpur pemboran ialah untuk mengontrol tekanan formasi, mengangkat serpih bor, hingga melapisi dinding lubang bor.
Lumpur pemboran ini memiliki jenis-jenis material dan komposisi yang berbeda-beda. Kompisisi ini disesuaikan dengan penggunaan untuk memaksimalkan peran dari lumpur pemboran[2].
Perbedaan komposisi lumpur pemboran bergantung dari bahan dasar yang digunakan. Adapun contoh kategori dari lumpur pemboran berdasarkan bahan dasarnya diantaranya, lumpur berbahan dasar air dan lumpur berbahan dasar minyak [4]. Lumpur berbahan dasar air ini sangat umum digunakan disebabkan murah perawatannya, mudah penggunaannya serta ramah lingkungan.[14].
Komposisi lumpur akan mempengaruhi sifat fisik aliran lumpur atau biasa dikenal dengan Rheology. Adapun contoh sifat fisik aliran dari lumpur pemboran yakni plastic viscosity, yield point dan gel strength. Peran pada komposisi lumpur yang dimaksudkan akan membantu untuk mengontrol sifat fisik aliran lumpur (rheology)[3].
Zat additive dipergunakan untuk menjaga kestabilan sifat fisik aliran lumpur. Salah satu additif yang dapat membantu mengontrol kestabilan lumpur ialah KCl-Polimer [3]. Keuntungan pada penambahan KCl-Polimer ini memiliki laju penembusan yang baik dan tidak mendispersi sepihan bor[8].
Pada penelitian ini akan digunakan sistem lumpur KCl-Polimer berbahan dasar air dengan menambahkan biopolimer Xanthan Gum. Xanthan Gum dapat membantu mengontrol kestabilan sifat fisik lumpur pemboran[9]. Tujuan
penelitian ini melakukan percobaan pada sistem lumpur KCl-Polimer dengan menggunakan Xanthan Gum. Hal yang ingin dicapai pada penelitian ini ialah menemukan komposisi serta sifat fisik aliran dari lumpur pemboran yang sesuai dengan kriteria lumpur yang dibutuhkan oleh sumur X trayek 12 ¼ lapangan Y.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian ini, sebagai berikut :
1. Bagaimana komposisi lumpur yang sesuai dengan kriteria lumpur sumur X Trayek 12 ¼
2. Bagaimana sifat fisik aliran lumpur (plastic viscosity, yield point dan gel strength) pada system lumpur KCL -Polimer
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian yakni :
1. Mengetahui komposisi lumpur yang sesuai dengan kriteria lumpur sumur X Trayek 12 ¼
2. Mengetahui sifat fisik aliran lumpur (plastic viscosity, yield point dan gel strength) pada sistem lumpur KCL-Polimer
1.4 Manfaat Penelitian
Berdasarkan penelitian yang akan dilakukan dapat memberikan beberapa manfaat yakni :
1. Memberikan pengetahuan mengenai komposisi pada sistem lumpur KCl- polimer pada kriteria lumpur sumur X Trayek 12 ¼ .
2. Dapat dijadikan acuan bagi mahasiswa untuk melakukan penelitian selanjutnya mengenai perubahan sifat fisik aliran lumpur ketika ditambahkan zat additif pada sistem lumpur polimer.
1.5 Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah agar pada penelitian ini terarah maka penulis membatasi pembahasan diluar dari masalah yaitu meneliti komposisi pada
sistem lumpur polimer dengan menggunakan Xanthan Gum terhadap sifat fisik aliran lumpur pemboran serta mengetahui nilai rheology (plastic viscosity, yield point dan gel strength) dari lumpur yang dibuat dilaboratorium Sekolah Tinggi Teknologi Minyak dan Gas Bumi.
BAB II TEORI DASAR
Pada penelitian ini perlu diperhatikan untuk melalukan studi pustaka. Pada bab ini akan dibahas mengenai teori dasar sebagai acuan untuk keberhasilan dan kelancaran pada proses penelitian. Berikut studi pustaka terdiri dari lumpur pemboran, fungsi lumpur pemboran, additif lumpur pemboran, KCl-Polimer, Xanthan Gum dan sifat fisik aliran lumpur.
2.1 Lumpur Pemboran
Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting dalam operasi pemboran memperhatikan, menganalisa, dan menyesuaikan penggunaan fluida pemboran dengan komposisinya agar dapat mengontrol sifat fisik lumpur yang diinginkan [1,8]. Menurut John, F. 2010, 33 Lumpur pemboran terdiri dari beberapa prinsip komponen, yaitu :
1. Base fluid : bahan yang biasa digunakan sebagai bahan dasar seperti air tawar, atau air asin dan minyak.
2. Active solid : bahan yang biasa digunakan sebagai aktif solid yaitu polimer- polimer yang ditambahkan ke air untuk menghasilkan colloidal suspension atau biasa dikenal dengan viscofier.
3. Inert solid : bahan yang tidak bereaksi pada air dan digunakan untuk sebagai bahan tambahan dengan memiliki fungsi yakni menambahkan berat jenis lumpur Adapun salah satu kategori berdasarkan bahan dasar pada lumpur pemboran yakni, Lumpur berbahan dasar air. Lumpur ini yang paling umum digunakan operasi pemboran yakni seperti, air tawar dan air asin. Bahan dasar ini memiliki keuntungan pada operasi pembotran ramah lingkungan, mudah didapatkan serta tidak membutuhkan biaya yang besar[1,8]. Berdasarkan sifatnya lumpur berbahan dasar air menjadi beberapa bagian yakni :
a) Inhibitive, bersifat menghambat pengembangan lempung.
b) Non invihibitive, bersifat tidak dapat menghambat pengembangan shale.
c) Polymer, bersifat dapat menyesuaikan terhadap kation yang digunakan[1,8].
2.2 Fungsi Lumpur Pemboran
Lumpur pemboran adalah faktor yang penting dalam pemboran[11]. Adapun fungsi dari lumpur pemboran ialah :
1. Pengangkatan cutting ke permukaan
Pengangkatan cutting ini ke permukaan tergantung dari : a) Kecepatan fluida di annulus
b) Kapasitas untuk menahan fluida yang merupakan fungsi dari densitas, aliran (laminar dan turbulen), viskositas[11].
2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string
Panas dapat timbul karena gesekan bit dan drill string yang kontak dengan formasi. Dengan adanya konduksi formasi yang kecil sehingga menghilangkan panas tersebut. Namun keberadaan aliran lumpur volume maupun specific heat lumpur telah cukup untuk mendinginkan sistem serta melumasi[11].
3. Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake
Lumpur akan membuat mud cake pada permukaan formasi yang permeable.
Pembentukan mud cake ini akan menyebabkan tertahannya aliran fluida masuk ke formasi. Adanya aliran yang masuk ialah cairan ditambah padatan sehingga menyebabkan padatan tersaring. Cairan yang masuk ke formasi disebut filtrat[11].
4. Mengontrol tekanan formasi
Tekanan fluida formasi umumnya adalah disekitar 0.465 psi/ft kedalaman.
Pada tekann yang normal air dan padatan dipemboran telah cukup untuk menahan tekanan formasi. Untuk tekanan yang lebih kecil dari normal atau subnormal, densitas lumpur harus diperkecil agar lumpur tidak hilang ke formasi[11].
5. Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan
Kemampuan lumpur untuk menahan cutting selama sirkulasi dihentikan terutama tergantung pada gel strength. Pada saat lumpur pemboran menjadi gel, tahanan terhadap Gerakan cutting ke bawah dapat diperbesar. Cutting perlu
ditahan agar tidak turun ke bawah, karena dapat menyebabkan akumulasi cutting pada annulus dan pipa akan terjepit[11].
6. Mengatasi kerusakan formasi
Pengendapan filter cake yang memungkinkan operasi pengeboran berlanjut dan melindungi zona produktif perlu di pertimbangan pada sistem lumpur.
Kerusakan formasi umumnya merupakan pengurangan permeabilitas di dekat lubang sumur dengan kemungkinan sedikit pengurangan porositas. Masalah akan terjadi di reservoir dengan permeabilitas rendah atau reservoir dengan kandungan tanah liat yang tinggi[5].
Beberapa mekanisme dapat menyebabkan kerusakan formasi selama pengeboran. Filtrat yang hilang dari lumpur dapat masuk ke zona produksi dan menyebabkan pembengkakan tanah liat interstisial, yang mengakibatkan penurunan permeabilitas. Padatan koloid, barite atau tanah liat dapat hilang ke dalam formasi dan menyebabkan efek sumbatan. Filtrat lumpur minyak yang mengandung zat pengemulsi dapat menyebabkan penyumbatan emulsi. Efek ini seringkali dapat dikurangi dengan cara perbaikan dengan menggunakan asam, pelarut timbal balik, atau pekerjaan fraktur. Namun, banyak reservoir tidak merespons metode perbaikan secara efektif. yang menekankan pentingnya meminimalkan kerusakan[5].
7. Kontrol tekanan formasi
Interval pengeboran yang memiliki tekanan formasi tinggi yang tidak normal mengharuskan sistem lumpur mampu memberikan tekanan yang cukup untuk menyamai atau melebihi tekanan formasi. Tekanan hidrostatik dari sistem lumpur mencapai tujuan ini. Kontrol tekanan yang tidak memadai dapat menyebabkan lubang naik-turun, tendangan, dan semburan[5].
8. Menjaga integritas lubang
Lubang sumur sering menunjukkan masalah stabilitas akibat fenomena geologis seperti zona rekahan, bagian yang tidak terkonsolidasi, lempung yang dapat terhidrasi, dan bagian yang tertekan. Fluida pengeboran harus mengendalikan masalah ini sehingga bagian yang dibor tetap terbuka dan pengeboran yang lebih dalam dapat dilanjutkan. Merancang sistem lumpur
untuk mempertahankan integritas lubang setelah dibor sering menjadi dasar pemilihan jenis dan sifat lumpur.
Masalah stabilitas lubang biasanya dapat dikelompokkan menjadi serpih heaving atau sloughing. Heaving shale merupakan masalah mekanis, sedangkan sloughing terjadi sebagai akibat dari beberapa reaksi kimia antara sistem lumpurdan formasi. Penyebab masalah stabilitas lubang harus diidentifikasi sebelum memilih pemulihan karena solusi untuk masalah mekanis seperti peningkatan berat lumpur tidak akan menyelesaikan terjadinya reaksi kimia[5].
9. Sebagai media logging
Sifat fisik dan kimia dari cairan pengeboran dapat mempengaruhi program well logging. Sebagai contoh, lumpur berkadar garam tinggi dapat mencegah penggunaan alat potensial spontan (SP) karena konsentrasi garam lumpur dan formasi mungkin kira-kira sama. Selain itu, lumpur minyak menghambat penggunaan log resistivitas karena minyak bertindak sebagai isolator dan mencegah aliran arus. Pemilihan rangkaian log yang memadai harus dikoordinasikan dengan program fluida pengeboran untuk memungkinkan evaluasi formasi yang tepat[5].
10. Menjaga dari Korosi pada Drillstring, Casing, dan Tubing
Semakin banyak sumur yang dibor dalam formasi yang mengandung gas beracun seperti hidrogen sulfida (H2S). Gas- gas ini tidak hanya menimbulkan masalah kesehatan dan keselamatan bagi personel tetapi juga menimbulkan bahaya bagi komponen logam akibat penggetasan hidrogen, pelepuhan, dan retak tegangan. Sistem lumpur dapat menggunakan aditif seperti pemulung untuk menghilangkan kontaminan ini. Selain itu, lumpur minyak akan meminimalkan masalah korosi, meskipun tidak serta merta mengurangi bahaya kesehatan[5].
11. Mengatasi masalah kontaminasi
Sistem lumpur sering harus mengontrol berbagai jenis kontaminan, termasuk gas beracun, kandungan padatan tinggi, gas hidrokarbon, dan kontaminasi ionik. Jenis lumpur yang biasa digunakan pada fase pengeboran
memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk mengendalikan kontaminan tersebut. Misalnya, lumpur lignosulfonat terdispersi memiliki toleransi padatan yang tinggi, sedangkan beberapa sistem polimer berfungsi buruk dengan konsentrasi padatan yang kecil sekalipun. Lingkungan pengeboran harus dievaluasi saat mengembangkan rencana sumur untuk memungkinkan pemilihan sistem lumpur yang tepat untuk mengendalikan kemungkinan kontaminan[5].
12. Mencegah Torque, Drag, dan Pipe Sticking
Torsi dan tarikan yang berlebihan merupakan masalah yang biasa ditemui dalam operasi pengeboran yang dapat diatasi dengan memilih sistem lumpur dan aditif yang tepat. Torsi adalah gaya yang dibutuhkan untuk memutar drillstring. Seret adalah gaya tambahan di atas bobot tali yang diperlukan untuk menggerakkan pipa secara vertikal. Torsi berlebih dapat menyebabkan lilitan tali bor, sedangkan gaya tarik yang tinggi dapat menyebabkan pipa macet dan pipa terbelah[5].
Sistem lumpur dapat mengurangi keparahan masalah torsi dan drag. Jika masalah terjadi akibat hidrasi formasi dan pembengkakan, bahan kimia atau jenis lumpur tertentu akan menghambat formasi. Sebagai upaya minimum, pelumas dapat digunakan untuk mengurangi koefisien gesekan sepanjang dinding lubang sumur[5].
Pipa terjepit adalah masalah mahal yang dapat dihindari dalam banyak kasus dengan pemeliharaan dan pemilihan sistem lumpur yang tepat. Pelekatan diferensialterjadi ketika pipa tertanam dalam filter cake yang berlawanan dengan zona permeabel dan ditahan oleh perbedaan antara tekanan hidrostatik dan tekanan formasi. Lumpur kehilangan fluida yang rendah dapat mengurangi frekuensi dan keparahan kejadian. Dalam banyak kasus, lumpur minyak hampir menghilangkan masalah[5]
2.3 Jenis Jenis Lumpur
Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran. Lalu dengan berkembangnya teknologi pemboran, lumpur mulai
khirnya digunakan pula udara dan gas untuk pemboran. Sesuai dengan lithologi dan stratigrafi yang berbeda-beda untuk setiap lapangan, serta tujuan pemboran yang berbeda-beda (eksplorasi, pengembangan, dan kerja ulang sumur) kita mengenal tipe atau sistem lumpur yang berbeda-beda[1,5].
1. Lumpur berbahan dasar air
lumpur pemboran menggunakan air dapat dibagi menjadi dua, yaitu air tawar dan air asin, untuk pemilihan air hal ini perlu disesuaikan dengan lokasi setempat, manakah yang mudah didapat dan juga disesuaikan dengan formasi yang akan ditembus[1,5].
2. Lumpur berbahan dasar minyak
Lumpur pemboran menggunakan minyak terbagi menjadi tiga, yaitu solar, mineral dan non hydrocarbon. Lumpur berbahan dasar minyak dapat digunakan untuk mengebor lapisan formasi yang sangat peka terhadap air. Bahan-bahan kimia yang digunakan pada lumpur berbahan dasar minyak bersifat larut atau kompatibel dengan minyak. Sistem Lumpur ini sangat handal melindungi masalaah masalah yang ada di formasi, tahan terhadap suhu tinggi, akan tetapi mahal dan juga tidak ramah lingkungan (mencemari)[1,5].
2.4 Material Lumpur Dasar Water Base Mud
Adapun material dasar yang akan digunakan pada penelitian ini seperti berikut :
a) Fresh Water
Fresh water atau air murni adalah bahan pengencer yang paling sering digunakan karena keefektifan sebagai pengganti air yang hilang kedalam formasi. Keberadaan air akan membantu untuk mengimbangi kekentalan dari lumpur[9].
b) NaOH
Caustic soda adalah Natrium hidroksida (NaOH) yang sering digunakan untuk control pH dan Alkalinitas. NaOH memiliki ciri- ciri
Gambar 3.1 Material NaOH Sumber : Laboratorium STT Migas Balikpapan
berbentuk serpih serta berwarna bening seperti butiran kaca, NaOH memiliki Specific gravity 2,13 pada suhu 68 derajat Fahrenheit serta memiliki Ph 14,0[5].
c) Bentonite
Bentonite adalah bahan untuk membuat koloid anorganis berfungsi untuk mengurangi filter loss dan mengurangi ketebalan mud cake serta dapat menaikan viskositas[9].
d) PAC-LV
PAC-LV adalah material yang biasa dikenal polianionik selulosa tingkat viskositas yang rendah. PAC-LV memiliki warna putih pudar, mudah larut pada suhu tidak tertentu atau tidak terbatas oleh suhu serta bersifat anionik (mudah membentuk ikatan pada air).
Gambar 3.2 Material Bentonite Sumber : Laboratorium STT Migas Balikpapan
Gambar 3.3 Material PAC-L Sumber : Laboratorium STT Migas Balikpapan
Gambar 3.4 Material Starch Sumber : Laboratorium STT Balikpapan e) Starch (pregelantized)
Starch atau pati modifikasi dengan viskositas yang rendah sesuai ketentuan API 13 A[5,8]. Pati yang digunakan pada penelitian ini sangat cocok untuk sebagai pengontrol hilangnya fluida masuk ke dalam formasi dan juga tahan terhadap pada konsentrasi sodium, potassium dan calcium Adapun sifat fisiknya seperti berikut :
1) Berbentuk bubuk
2) Berwarna putih kekuningan 3) pH nya 6.0 – 9.0 (basa)
4) larut dalam air tanpa pembentukan gumpalan
f) Barite
Barite atau BaSO4 adalah bahan pemberat atau barium sulfat yang memenuhi API 13-A pada bagian 7[5,8]. Barite pengeboran
air dan juga berbasis minyak (21 lb / gal = 2,516 kg / m^3)[5]
.
g) KCL
Salah satu sistem lumpur yang sering digunakan ialah Lumpur KCL-Polimer[1,8]. Adapun kelebihan dan kekurangan lumpur KCL- Polimer pada saat digunakan seperti berikut :
Berikut adalah Kelebihannya :
1. Tidak larut secara merata atau non dispersed;
2. Sangat baik pada pengontrolan lubang bor;
3. Laju penembusan baik saat pemboran[8].
Selain memiliki kelebihan KCL-Polimer juga memiliki Kekurangan yakni
1. Jika menggunakan sistem lumpur ini membutuhkan biaya yang tinggi;
2. Memiliki batas maksimal pada densitas (12,5 ppg);
3. Mudah terhadap korosi[8].
Gambar 3.5 Material Barite Sumber : laboratorium STT Migas Balikpapan
h) XCD Polymer
XCD Polymer adalah polisakarida yang diseksresikan oleh bakteri Xanthomonas Campestris[1,2]. Xcd polimer ini biasa digunakan sebagai bahan pengental makanan serta digunakan dalam emulsi minyak dalam air untuk membantu menstabilkan tetesan minyak terhadap penggabungan[1,2]. Xcd ini memiliki ciri- ciri seperti berikut:
a) Berwarna krem seperti bedak b) Larut dalam air
c) Tahan pada temperatur lebih dari 200 derajat celcius d) Memiliki Ph 5,5 – 8,0
XCD Polimer yang digunakan pada penelitian adalah Xanthum Gum. Xanthun Gum merupakan salah satu contoh Biopolimer atau
Gambar 3.6 Material KCL Sumber : laboratorium STT Migas Balikpapan
polimer organik[8]. Adapun kelebihan dan kekurangan yang miliki dari Xanthan Gum. Kelebihan dari Xanthan Gum ialah dapat mengontrol dari plastik viskositas, yield point dan gel strength[2,8]. Sedangkan kekurangan yang dimiliki Xanthan Gum ialah tidak dapat tahan pada
temperature dan tekanan yang sangat tinggi[2,8].
2.5 Sifat Fisik Lumpur Pemboran
Sifat fisik lumpur sangatlah penting dalam penggunaan additive tambahan pada sistem lumpur. Ada beberapa sifat fisik lumpur pemboran yang harus diperhatikan selama operasi pemboran berlangsung yakni berat jenis lumpur (density), viscositas, rheology, filtration loss, mud cake serta Ph Filtrat[2,5].
Berikut adalah sifat fisik lumpur : a) Berat jenis (density)
Berat jenis atau density merupakan jumlah ruang dari lumpur yang memiliki pengaruh terhadap potensi mengapung (buoyancy effect) terhadap suatu komponen padatan jika berat jenisnya mengalami perubahan menjadi besar maka akan terjadi kenaikan massa jenis pada suatu objek dan perubahan
massa pada ruang pun ikut naik[8].Densitas berperan sebagai pengontrol tekanan formasi, membantu membuat tingkat mudah runtuhnya formasi menjadi kokoh[1].
b) Viskositas
Pengujian kekentalan atau viscosity pada penelitian ini sangatlah penting untuk mengetahui sifat kekentalan lumpur[8]. Viskositas merupakan suatu pergeseran terhadap lumpur yang disebabkan oleh serbuk serpih atau shale yang berada didalam lubang bor. Dengan menggunakan alat marsh funnel harga dari viskositas dapat diketahui dengan cara mengamati waktu yang dibutuhkan oleh lumpur untuk mengisi bejana hingga lumpur habis yang berada dialat tersebut[8].
c) Rheology
a) plastic viscosity
Plastic viscosity merupakan Suatu kekentalan dari lumpur untuk menahan gesekan yang terjadi antara lumpur dengan komponen padatan atau cairan[8]. Dengan menggunakan fan vg Meter, pv atau plastic viscosity dapat diketahui dengan menguji lumpur secara dua tahap, ialah pertama membaca kondisi jarum pada fan vg stabil dengan kecepatan 600 RPM pada gear shift knob dan kedua membaca kondisi jarum pada fan vg meter yang stabil pada kecepatan 300 RPM[8,9].
b) Yield point
Pengujian yield point berguna untuk mengukur kekuatan Tarik menarik yang disebabkan oleh komponen atau padatan secara bersamaan[8]. pengendapan barite dan pembersihan lobang tidak optimal disebabkan oleh kecilnya harga dari yield point[8]. Melainkan jika tekanan sirkulasi meningkat maka itu disebabkan oleh kenaikan harga yield point[8,9].
c) Gel strength
Gel strength adalah pengujian yang dilakukan agar dapat mengetahui kemampuan lumpur untuk mengalir dari kondisi diam[8].
Dengan menggunakan alat rheometer gel strength dapat diketahui. Pada
pengujian gel strength dilakukan sebanyak dua kali. Pertama menjalankan alat rheometer lalu menaikkan kelajuan dari alat di 600 RPM kemudian matikan alat di 10 detiknya dan kedua menjalankan Kembali dikecepatan 300 RPM selama 3 detik setelah itu baca skala simpangan terjauh sebagai gel strength. Disarankan melakukan pengujian Kembali untuk mendapatkan hasil yang maksimal dengan mendiamkan lumpur selama 10 menit ini sebagai nilai gel strength (10 menit)[11].
d) Filtration loss dan mud cake
Ketika lumpur pemboran melewati formasi batuan yang berpori, formasi tersebut berperan sebagai sebuah saringan yang akan memungkinkan fluida dan padatan-padatan kecil untuk melaluinya. Fluida yang hilang atau lolos ke dalam batuan tersebut disebut filtrate sedangkan lapisan padatan- padatan yang terendapkan di permukaan batuan disebut mud cake[11].
filtration dan mud cake jika tidak diperhatikan secara baik, maka dapat menimbulkan berbagai masalah yang akan menghambat operasi pemboran.
Mud Cake yang tipis merupakan bantalan yang baik antara pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud cake yeng tebal dapat menjepit pipa pemboran sehingga sulit diangkat dan diputar, sedangkan filtrate yang masuk ke formasi terlalu banyak dapat menimbulkan masalah seperti formation damage[11].
fluid loss control pada lumpur pemboran dapat digunakan untuk:
1) Menjaga integritas lubang sumur bor[11]
2) Dapat mengurangi fluid loss yang tejadi pada formasi produktif Beberapa additive lumpur yang dapat digunakan untuk mengontrol filtration loss. Umumnya additive ini digunakan bersamaan dengan bentonite, sementara sebagaian kecil dapat digunakan secara terpisah pada setiap kandungan clay dalam lumpur. Penggunaan additive mempunyai beberapa keuntungan dan kerugian[11].
e) Ph Filtrat
Ph Filtrat adalah ukuran keasaman atau kebasaan pada filtrat. Pada penelitian perlu dilakukan pengukuran tingkat keasamaan atau kebasaan dari
filtrat untuk menghindari masalah yang mungkin terjadi seperti korosi pada pipa pemboran ketika pH tidak basa[11].
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode penelitian
Metode penelitian yang akan digunakan adalah experiment research atau penelitian eksperimen. metode penelitian ini pada umumnya digunakan dalam penelitian yang bersifat laboratoris.
3.2 Tempat penelitian
Penelitian dilaksanakan di laboratorium sekolah tinggi minyak dan gas bumi balikpapan
3.3 Jenis data
Adapun jenis data penelitian sebagai berikut :
1. Data primer adalah data yang telah didapatkan secara langsung dari penelitiannya yang dilakukan.
2. Data sekunder adalah data yang didapatkan dari buku, paper, jurnal, penelitian terdahulu dan berdiskusi bersama dosen pembimbing.
3.4 Sampel penelitian
Pada penelitian ini sampel yang akan digunakan adalah sistem lumpur KCL-Polimer dan zat additif tambahan Xanthan Gum.
3.5 Flow chart
KRITERIA LUMPUR TRAYEK 12 ¼
TIDAK
YA
HASIL DAN PEMBAHASAN
SELESAI
PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN
PEMBUATAN SAMPEL
PENGUJIAN RHEOLOGY KCL- POLIMER
MULAI
STUDI LITERATUR
3.6 Alat dan bahan
Pada penelitian ini membutuhkan alat dan bahan berdasarkan API 13 B sebagai berikut :
Alat :
1. Timbangan digital
2. Pengukur waktu atau stopwatch 3. Pengaduk suspensi atau mixer 4. Gelas ukur ukuran 100 ml 5. Mud balance
6. Rheometer 7. Jangka sorong 8. API filter press 9. Ph Indicator Bahan :
1. Aquades (fresh water) 2. NaoH
3. Bentonite 4. Pac-LV 5. Starch (pati) 6. Barite 7. KCL
8. Xcd polimer : Xanthan Gum
3.7 Prosedur Pembuatan Lumpur Dasar
Prosedur Penelitian Berdasarkan manual book fan instrument company Sebagai berikut :
Peralatan : 1. Mixer
2. Timbangan digital 3. Stopwatch
Prosedur kerja :
1. Siapkan fresh water dan letakan pada cangkir mixer kemudian Timbang fresh water menggunakan timbangan digital sebanyak 315,82 setelah itu letakan pada mixer
2. Timbang bahan seperti NaoH sebanyak yang diperlukan kemudian masukkan kedalam mixer dan jalankan mixer selama 1 menit 3. Timbang bentonite sebanyak yang diperlukan dan tunggu 1 menit
sebelumnya berakhir kemudian masukkan kedalam mixer (posisi mixer masih berjalan) secara perlahan sehingga partikelnya melengket pada bagian dalam atas cangkir mixer dan tidak ikut teraduk. Bentonite teraduk selama 8 menit.
4. Timbang barite sebanyak yang diperlukan dan tunggu hingga 8 menit berakhir pada proses pengadukan bentonite setelah itu masukkan barite yang telah ditimbang. Proses pengadukan barite selama 2 menit.
5. Timbang Xanthum Gum sebanyak yang diperlukan dan tunggu hingga 2 menit berakhir dari proses pengadukan barite kemudian masukkan Xanthum Gum yang telah ditimbang kedalam cangkir mixer secara perlahan dan proses pengadukan Xanthum Gum ini selama 8 menit.
6. Setelah 8 menit berakhir lepaskan cangkir mixer dan secara otomatis mixer mati lalu cabut kabel mixer dan tuangkan sampel lumpur pada bejana.
3.8 Prosedur Pengujian Sifat Fisik Lumpur
Berdasarkan manual Book Fan Instrument Company[13]. Pengujian viskositas plastik (plastic viscosity) dan yield point seperti berikut :
Peralatan:
a) Rheometer b) Stopwatch Prosedur kerja:
1) Masukkan sampel lumpur tersebut kedalam cangkir rheometer
2) Kemudian posisikan komponen Rotor hingga dua lubang yang ada pada Rotor tercelup
3) Atur kecepatan dengan gear shift knob dikecepatan 600 RPM lalu jalankan motor dan lihat skala pembacaan terlempar jauh.
4) catat hasil pada skala pembacaan dan ini sebagai C600
5) Setelah itu lakukan atur lagi kecepatan dengan mengatur gear shift knob dikecepatan 300 RPM, lalu jalankan motor dan lihat skala pembacaan terlempar jauh atau dapat ditunggu hingga stabil
6) catat hasil pada skala pembacaan dan ini sebagai C300
7) Kemudian lakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai yield point menggunakan persamaa bingham plastic seperti berikut :
pv=C600−C300 Yp=C300−pv
dimana:
pv=plastik viskositas Yp=yield point a) Pengujian gel strength
Persiapkan alat : a) Rheometer b) Stop watch Prosedur kerja :
1) Sampel yang digunakan untuk menguji sebelumnya diaduk Kembali menggunakan rheometer dikecepatan 600 RPM dan jalankan motor sampai dengan 10 detik.
2) Lalu matikan motor selama 10 detik, kemudian atur gear shift knob pada kecepatan 3 RPM.
3) Jalankan alat rheometer dengan kecepatan sesuai yang diatur sebelumnya 3 RPM selama 10 detik dan ini sebagai hasil kekuatan gel dalam 10 detik.
4) Lalu lakukan pengujian Kembali dengan mendiamkan selama 10 menit dan sebagai hasil kekuatan gel dalam 10 detik.
b)Pengujian Viskositas
Corong viskositas adalah ukuran kecepatan lumpur saat melewati saluran keluar corong dan ini biasa dikenal shear rate ke gaya atau berat lumpur yang mengakibatkan lumpur mengalir atau biasa dikenal shear stress. Corong viskositas dilaporkan sebagai detik yang diperlukan untuk satu liter lumpur mengalir penuh keluar dari corong.
Peralatan : a) Marsh funnel b) Gelas ukur c) Stopwatch Prosedur kerja :
1) Pegang corong dalam posisi tegak serta menutup lubang bagian ujung bawah (tempat saluran keluar) corong dengan jari dan Tuangkan lumpur melalui saringan pada corong agar partikel yang lebih besar dapat tersaring yang menyebabkan saluran keluar corong tersumbat.
2) Melepaskan jari anda dengan cepat dari ujung tabung saluran keluar, dan pada saat yang sama kemudian mulailah mengatur waktu dengan menggunakan stopwatch pada saat lumpur keluar melalui saluran keluar 3) Biarkan satu liter atau 946 ml lumpur mengalir dari corong Marsh kedalam
wadah pengukur.
4) Catat detik yang diperlukan untuk satu liter lumpur mengalir dari corong 5) Catat hasil ini sebagai viskositas corong Marsh
c) Pengujian berat jenis (density)
Mud balance adalah alat untuk mengukur densitas lumpur pemboran. Pada umumnya alat ini memiliki ukuran sekitar 7 sampai dengan 24 pound per gallon atau berat jenis 0,84 sampai dengan 2,88. Mud balance terdiri dari cangkir sampel volume konstan dan penutup yang terhubung ke lengan keseimbangan serta alat ini memiliki empat skala. Skala ini memiliki fungsinya masing-masing seperti pound per gallon (lb/gal) untuk mengukur densitas, (SP GR-g/cm^3) untuk mengukur berat jenis serta untuk mengukut pon per kaki kubik (Lbs/CU.FT) dan pon per inci persegi per kedalaman 1000 kaki (LBS/SQ.IN/1000 FT).
Peralatan : a) Mud balance
Prosedur kerja :
1) Pastikan cangkir keseimbangan harus steril dan kering sebelum mengisinya dengan lumpur.
2) Tempatkan dudukan dasar atau tas jinjing pada permukaan yang data dan rata
3) Isi cangkir keseimbangan dengan sampel lumpur yang akan diuji. Ketuk sisi cangkir keseimbangan beberapa kali untuk memecah udara atau gas yang masuk. Pasang tutup cangkir keseimbangan dengan mendorongnya ke bawah dengan Gerakan memutar perlahan hingga terpasang dengan benar. Pastikan Sebagian sampel yang diuji terdorong keluar melalui ventilasi pada tutupnya. Hal ini juga bertujuan untuk mensterilkan lumpur dari udara atau gas yang masuk.
4) Bersihkan cangkir dari lumpur yang berada pada bagian luar dan tutup cangkir timbangan.
5) Pasang ujung pisau lengan penyeimbang ke dalam tumpuan dan seimbangkan rakitan dengan menggerakkan pemberat disepanjang lengan. Keseimbangan lumpur bersifat horizontal ketika gelembung level berfluktuasi dengan jarak yang sama kedua sisi garis tengah 6) Catat hasil dari sisi pemberat terdekat dengan cangkir keseimbangan d) Pengujian filtration loss , mud cake dan ph filtrate
Peralatan :
a) Filter press LPLT b) Gelas ukur c) Stopwatch d) Kertas lakmus Prosedur kerja :
1) Pastikan kebersihan dan kering pada alat filter press.
2) Pasang gasket, screen, kertas saring kemudian gasket pada sel dan kencangkan sel ke tutup dasar, putar searah jarum jam.
3) Isi sel dengan sampel uji dari bagian atas kemudian tutup sel bagian atas searah jarum jam.
4) Pasangkan ke silinder dan letakan gelas ukur dibawah silinder kemudian buka katup gas hingga tekanan 100 psi.
5) Catat volume filtrat sebagai fungsi dari waktu dengan stopwatch. Interval pengamatan 30 menit dan hasil volume filtrat yang berada pada gelas ukur adalah hasil water loss .
6) Buka sel bagian atas kemudian tuangkan lumpur ke wadah lain dan angkat kertas saring untuk diukur ketebalan lumpur yang melengket pada kertas saring dengan menggunakan jangka sorong dan kemudian catat hasil ukurannya sebagai hasil mud cake.
7) Pengukuran ph filtrat menggunakan kertas lakmus dengan mencelupkan pada hasil filtrat yang ada pada gelas ukur kemudian cocokkan warna kertas lakmus tersebut yang ada pada indikator ph.
Gambar 4.1 Lokasi kutai lama Sumber: googlemaps
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dijelaskan hasil penelitian mengenai uji rheology dari komposisi lumpur dengan menggunakan additive Xanthun Gum dengan komposisi diasumsikan 1-1,75 Gram tiap sampel lumpur sehingga didapatkan rheologi yang optimum.
4.1 Regional Lapangan Kutai Utara Lama
Desa Kutai Lama merupakan desa yang terletak di pinggiran sungai Mahakam dan menonjol keluar Mahakam tepatnya mengarah ke Muara Berau yang merupakan salah satu bagian dari muara sungai Mahakam.
Desa Kutai Lama menyimpan potensi alam yang besar karena berada dalam kawasan Delta Mahakam yang kaya akan SDA, terutama minyak dan gas bumi (migas), batubara, perikanan, pertanian dan perkebunan. Kawasan delta ini terdiri dari gugusan pulau yang terbentuk akibat endapan lumpur di muara Sungai Mahakam.
X
4.2 Konversi Satuan lapangan terhadap skala laboratorium
Pada lokasi operasi pemboran digunakan satuan Pound Per Barrel (lb/barel).
Dalam skala laboratorium harus menyesuaikan dengan ketersediaan alat dan juga bahan sehingga perlu di konversi dengan menyesuaikan skala laboratorium.
Satuan lapangan Pound per barrel terhadap skala laboratorium gram per Milliliter seperti pada daftar konversi.
4.3 Pembuatan Sampel Lumpur KCl-Polimer
Langkah pertama dari pengujian ini adalah pembuatan lumpur KCL- Polimer. Lumpur KCl-Polimer ini dibagi menjadi 4 komposisi, yaitu A1,A2,A3, dan A4.
0 m
100 m
750 m Trayek 17 ½ ‘’ (100m)
Gambar 4.2 Litologi Trayek X Sumber : PT. Mandiri Saktitama Trayek 13 ¼ ‘’
(750m)
Mud type : KCL- POLIMER Rheologi : Pv (10-25 cps) YP ( 22-32 lbs/100 ft^2)
GS @ 10’ ( 4-11 lbs/100 ft^2) GS @ 10 ‘’ (12-22 lbs/100ft^2)
NAMA
MATERIAL SAMPEL LUMPU
R TAHAP WAKTU
A1 A2 A3 A4 (menit)
fresh water (gr) 319,96 319,81 319,65 319,49
NaOH (gr) 0,15 0,15 0,15 0,15 1 1
Bentonite (gr) 2,00 2,00 2,00 2,00 2 5
Pac-LV (gr) 1,50 1,50 1,50 1,50 3 5
Starch (gr) 5,50 5,50 5,50 5,50 4 5
Barite (gr) 43,00 43,00 43,00 43,00 5 2
KCl (gr) 27,00 27,00 27,00 27,00 6 2
Xanthun Gum (gr) 1 1.25 1.5 1.75 7 10
Berdasarkan tabel 1.1 diatas Komposisi A1,A2,A3 dan A4 menggunakan Xanthun Gum. Konsentrasi dari additive Xanthun Gum tersebut memiliki peningkatan dengan deviasi 0,25 gram.
4.4 Hasil Pengujian Lumpur KCI-Polimer 1) Berat jenis (Density)
Berat jenis atau density merupakan jumlah ruang dari lumpur yang memiliki pengaruh terhadap potensi mengapung (buoyancy effect).Demikian suatu komponen padatan jika berat jenisnya mengalami perubahan menjadi besar maka akan terjadi kenaikan massa jenis pada suatu objek dan perubahan massa pada ruang pun ikut naik[9].
Tabel 4.1
komposisi berdasarkan konsentrasi additive ( xanthun gum
1 1.25 1.5 1.75 0
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Densitas
additive (Gram)
Densitas (gr/cm^2)
Faktor penting dari berat jenis lumpur adalah sebagai tekanan hidrostatik dari lumpur untuk mengimbangi dari tekanan formasi sehingga tidak terjadi hal-hal yang tidak ingin seperti blowout dikarenakan tekanan formasi lebih besar dari tekanan hidrostatik. Pengukuran terhadap berat jenis lumpur seperti pada grafik 4.1 dapat diperhatikan bahwa semua hasil pengukuran masuk kedalam kriteria yang dibutuhkan. Spesifik dari sumur adalah 1,05 – 1,15
2) Plastic viscosity
Plastic viscosity merupakan Suatu kekentalan dari lumpur untuk menahan gesekan yang terjadi antara lumpur dengan komponen padatan atau cairan[9].
Grafik 4.1 Hasil Pengujian Densitas
Hasil dari pengujian plastic viscosity terhadap penggunaan Xanthun Gum dapat dilihat pada grafik 4.2 bahwa dari konsentrasi Xanthun gum dengan tiap sampel selisih 0,25 gram. Sampel A1, A2, A3 dan A4 masuk dalam spesifikasi diantaranya 10-25 cps.
3) Yield point
Pengujian yield point berguna unutk mengukur kekuatan Tarik menarik yang disebabkan oleh komponen atau padatan secara bersamaan[9].
pengendapan barite dan pembersihan lubang tidak optimal disebabkan oleh kecil harga yield point[5]. Melainkan jika tekanan sirkulasi meningkat maka itu disebabkan oleh kenaikan harga yield point[12].
1 1.25 1.5 1.75
10 12 14 16 18 20 22 24
Plastic Viscosity (PV)
additive (Gram)
plastic viscosity (cps)
1 1.25 1.5 1.75 0
5 10 15 20 25 30 35
Yield Point (YP)
additive (Gram)
Yield Point (lbs/100 ft^2)
Dari grafik 1.3 dapat dilihat hasil pengujian yield point terhadap penggunaan Xanthun Gum bahwa semakin banyak additive xanthun gum digunakan maka harga Yield Point juga ikut meningkat. A1 dan A2 tidak masuk pada spesifik melainkan sampel A3 dan A4 masuk pada spesifik diantaraya 22 -32 lbs/100ft^2.
4) Gel strength
Gel strength adalah pengujian yang dilakukan agar dapat mengetahui kemampuan lumpur untuk mengalir dari kondisi diam[8]. Dengan menggunakan alat rheometer gel strength dapat diketahui. Pada pengujian gel strength dilakukan sebanyak dua kali. Pertama menjalankan alat rheometer lalu menaikkan kelajuan dari alat di 600 RPM kemudian matikan alat di 10 detiknya dan kedua menjalankan Kembali dikecepatan 300 RPM selama 3 detik setelah itu baca skala simpangan terjauh sebagai gel strength. Disarankan melakukan pengujian Kembali untuk mendapatkan hasil yang maksimal dengan mendiamkan lumpur selama 10 menit ini sebagai nilai gel strength (10 menit)[12]. Berikut hasil dari pengujian gel strength berdasarkan interval dari waktu pengujiannya gel strength 10 detik dan 10 menit
Grafik 4.3 Hasil pengujian Yield Point
1 1.25 1.5 1.75 0
2 4 6 8 10 12 14
Gel strength 10'
additve (Gram)
gel strength (lbs/100 ft^2)
Berdasarkan grafik 1.4 menunjukkan bahwa hasil gel strength pada interval waktu 10 detik masuk pada kriteria diantaranya 4 – 11. Melainkan pada sampel A4 melewati dari kriteria tersebut.
1 1.25 1.5 1.75
0 5 10 15 20 25
Gel Strength 10''
additive (Gram)
gel strength (lbs/100 ft^2)
Grafik 4.4 Hasil pengujian Gel Strength 10 detik
Grafik 4.5 Hasil pengujian Gel Strength 10 menit
Berdasarkan hasil yang terdapat pada grafik 1.5 diatas menguraikan bahwa sampel semua masuk kriteria diantaranya 12 – 22 lbs/100 ft^2 kecuali pada sampel A1.
5) Fluid loss dan mud cake
filtration dan mud cake jika tidak diperhatikan secara baik, maka dapat menimbulkan berbagai masalah yang akan menghambat operasi pemboran.
Mud Cake yang tipis merupakan bantalan yang baik antara pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud cake yeng tebal dapat menjepit pipa pemboran sehingga sulit diangkat dan diputar, sedangkan filtrate yang masuk ke formasi terlalu banyak dapat menimbulkan masalah seperti formation damage
1 1.25 1.5 1.75
4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7
Filtrat loss
additive (gram)
Filtrat loss (ml/30 menit)
Berdasarkan pada grafik 1.6 dapat diuraikan bahwa terdapat kegagalan pada sampel A1 karena melewati dari batas kriteria diantaranya < 5,5 ml/ 30menit.
6) Ph filtrat
Ph Filtrat adalah ukuran keasaman atau kebasaan pada filtrat. Pada penelitian perlu dilakukan pengukuran tingkat keasamaan atau kebasaan
Grafik 4.6 Hasil pengujian Filtrat Loss
dari filtrat untuk menghindari masalah yang mungkin terjadi seperti korosi pada pipa pemboran ketika pH tidak basa[3,5].
1 1.25 1.5 1.75
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ph Filtrat
additive (Gram)
pH filtrat (ml/30 menit)
Berdasarkan grafik 1.7 dapat di lihat bahwa sampel A1,A2,A3 dan A4 masuk pada kriteria 9,5 – 10,0. Dari semua sampel dapat dikatakan bersifat basa dan hasil nya bagus untuk menghindari dari korosi.
Grafik 4.7 Hasil pengujian Ph Filtrat
BAB V
Analisis Penggunaan Xcd Polimer Terhadap Sifat Rheology Pada Sistem Lumpur Kcl-Polimer
5.1 Hubungan Waktu Pencampuran Xanthun Gum Terhadap Sistem Lumpur Kcl-Polimer
Pada waktu pencampuran (mixing) Xanthun Gum terhadap sistem lumpur KCl-Polimer dibutuhkan waktu yang lama daripada pencampuran material pembuatan sampel KCl-Polimer. Pada material Xanthun Gum memiliki sifat yang mudah larut dalam air melainkan pada lumpur KCl-Polimer air yang sudah tercampur dengan material lainnya sehingga untuk memaksimalkan terlarutnya Xanthun Gum.
Pada penelitian digunakan waktu 10 menit untuk pencampuran Xanthun Gum terhadap sistem lumpur KCl-Polimer. Xanthun berfungsi sebagai pengental terhadap sistem lumpur KCl-Polimer sehingga pada waktu tersebut dapat dilihat bahwa lumpur telah mengental. Untuk memastikan kekentalan pada lumpur tersebut dibutuhkan pengujian.
5.2
Pengaruh Xanthun Gum Terhadap Rheology Pada Sistem Lumpur Kcl- PolimerSistem lumpur KCl-Polimer merupakan sistem yang membungkus partikel padatan karena bersifat non disperd atau zat yang tidak menyebar secara merata.
Xanthun Gum memiliki fungsi untuk menaikkan plastic viscosity, yield point serta gel strength. Dengan penambahan Xanthun Gum akan menyebabkan sifat aliran lumpur atau rheology KCl-Polimer menjadi naik. Penggunaan Xanthun Gum pada sistem KCl-Polimer memberikan hasil yang kompleks terutama dalam segi kegunaanya salah satunya mencegah terjadi sand problem pada litologi sumur X trayek 12 ¼ lapangan Y. Dari hasil pengujian rheology yang telah diuraikan, terdapat peningkatan terhadap rheologi dari sistem lumpur KCl- Polimer.
Penambahan Xanthun Gum pada sampel A1 sebanyak 1 gram dengan hasil 17 cps, sampel A2 sebanyak 1,25 gram dengan hasil 19 cps dan sampel A3 sebanyak 1,50 gram dengan hasil 18 cps dan sampel A4 sebanyak 1,75 gram dengan hasil 22 cps. Dari semua sampel terdapat perubahan harga yang berasal dari hasil pembacaan skala rheometer dengan kecepatan 600 RPM dan 300 RPM .
Perlu diperhatikan pada perubahan A1 dengan A2 itu terjadi kenaikan harga plastic viscosity akan tetapi pada sampel A2 dengan A3 serta A4 terjadi perubahan yang perlu diamati. Dalam hal ini disebabkan dari hasil pembacaan skala. Pada sampel A2 dengan A3 terjadi penurunan. Kondisi tersebut tidak memberikan suatu alasan terhadap pengaruh xanthun gum karena hanya berkurang 1 angka dan melainkan pada A3 dengan A4 terjadi peningkatan terhadap harga plastic viscosity dikarenakan hasil dari pembacaan skala pada kecepatan 600 RPM dan 300 RPM yang naik.
Yield point merupakan kekuatan Tarik menarik dari partikel padatan pada kondisi lumpur mengalir atau dinamis. Pada pengujian yield point didapatkan hasil dari semua sampel harga yield pointnya meningkat. A1 didapatkan hasil 17 lbs/100ft^2, A2 didapatkan hasil 21 lbs/100ft^2, A3 didapatkan hasil 27 lbs/100ft^2 dan A4 didapatkan hasil 30 lbs/100ft^2. Peningkatan harga yield point pada sistem lumpur KCl-Polimer dengan menggunakan xanthun gum membuktikan bahwa kekuatan Tarik menarik dari lumpur KCl-Polimer pada saat kondisi mengalir meningkat seiring dengan penambahan Xanthun Gum.
Diperlihatkan dari peningkatan tersebut fungsi dari Xanthun Gum sebagai pengental terdispersi pada KCl-Polimer. Hasil yang didapatkan sudah termasuk dalam spesifikasi yang dibutuhkan.
Gel strength merupakan kemampuan lumpur untuk mengalir dari kondisi diam. Pada pengujian gel strength digunakan interval 10 detik dan 10 menit. Pada pengujian gel strength 10 detik pada sampel A1 didapatkan 6 lbs/100ft^2, A2 didapatkan 9 lbs/100ft^2, A3 didapatkan 10 lbs/100ft^2, dan A4 didapatkan 12 lbs/100ft^2. Pada hasil pengujian tersebut terjadi peningkatan disebabkan oleh penambahan Xanthun Gum dan kekentalan dari lumpur tersebut ikut meningkat.
Kekentalan lumpur tersebut membuat lumpur dapat menahan serpih atau padatan yang terdapat pada sumur pada saat kondisi statik atau diam. Pada pengujian gel strength 10 menit pada sampel A1 didapatkan 9 lbs/100ft^2, A2 didapatkan 14 lbs/100ft^2, A3 didapatkan 16 lbs/100ft^2, dan A4 didapatkan 20 lbs/100ft^2. Dari hasil pengujian gel strength dalam interval 10 menit terjadi peningkatan disebabkan dari xanthun Gum. Xanthun Gum menambah kekuatan dari dari kekentalan lumpur sehingga lumpur mampu menahan partikel pada kondisi diam.
Pada operasi pemboran biasa dilakukan round trip atau mencabut dan memasang pipa sirkulasi dihentikan sehingga kondisi lumpur diam. Pada kondisi tersebut gel strength merupakan sifat aliran dari lumpur yang digunakan untuk menahan partikel sehingga tidak jatuh kedalam formasi. Pada hasil pengujian gel strength 10 detik dan 10 menit memiliki arti untuk diketahui kemampuan dari lumpur tersebut pada gaya Tarik menarik antar partikel atau padatan dalam kondisi diam.
Pada hasil pengujian rheology tersebut didapatkan penemuan untuk komposisi dari semua sampel yang diuji. Sampel A3 dengan konsentrasi 1,50 gram Xanthum gum didapatkan seperti pada tabel berikut.
BAB VI PENUTUP
6.1 Kesimpulan
1) Berdasarkan percobaan pada penelitian didapatkan komposisi yang sesuai dengan kriteria pada Trayek 12 ¼. Komposisi tersebut pada sampel A3 fresh water 319,65 gr, NaoH 0,15 gr, Bentonite 2,00 gr, Pac-L 1,50 gr, Starch 5,50, Barite 43,00 gr, KCl 27,00 gr, dan Additive Xanthun Gum 1,5 gr 2) Didapatkan hasil pengujian rheologi terhadap sampel A3 yang sesuai
kebutuhan Trayek 12 ¼ . rheologi tersebut Plastic Viscosity 18 cps, Yield Point 27 lbs/100ft^2, Gel strength @ 10 detik 10 lbs/100 ft^2, dan Gel strength 10 menit 16 lbs/100 ft^2. Pada hasil rheologi sampel A3 menunjukkan bahwa Xanthun Gum mempengaruhi Kekentalan sistem lumpur Kcl-Polimer
DAFTAR PUSTAKA
[1] Abdullah Risky Agusman, “studi laboratorium kontaminasi property rheology water base mud dilapangan sunyu”, 2022.
[2] Abdullah ozkan, behlul mervekaplan, “investigation of effect on rheological and filtration properties of water base mud of boron minerals:experimental study”, 2019.
[3] Abdul Hamid, “penggunaan fibroseal dan CaCo3 untuk mengatasi masalah lost circulation pada sistem lumpur KCl-Polimer”, 2018.
[4] Abdul hamid, Apriandi, Rangga Wastu, Evaluasi penggunaan sistem lumpur syntentic oil base mud dan KCl-Polimer pada pemboran sumur X lapangan Y”, 2017
[5] Adam Neals, “Drilling Enggineering”, PenWell Company, Tulsa, Oklahoma, 1985
[6] Ade Muhammad syah, sugiatno, abdul hamid, ”analisa pemilihan untuk mengatasi lost circulation”, 2018.
[7] Aly Rasyid, Abdul Hamid, “Analisa Uji Laboratorium Lumpur KCl-Polimer”, 2017
[8] Amoco Production Company, “Drilling Fluid Manual, 2000
[9] Buntoro.A , “Lumpur Pemboran dalam perencanaan dan solusi masalah secara praktis, 1999.
[10] Blinov, Dvoynikov, Rheological dan Filtration Parameter of the polimer salt drilling fluids based on Xanthun Gum”, 2020
[11] Dr. Ing. Ir. Rudi Rubiandini R. S, ’’Teknik Operasi Pemboran’’, 2018 [12] Dr. Ing. Ir. Rudi Rubiandini R. S, “ Drill-009”, 2010
[13] Fann Instrument Company, “Model 35 Instruction Viscometer”, 2013
