Penyemenan Sumur (Cementing)

Fungsi utama dari penyemenan pada sumur baik sumur gas maupun minyak adalah sebagai berikut:

1. Memberikan zona isolasi
2. Mendukung beban aksial casing string
3. Memberikan perlindungan terhadap fluida korosi pada casing
4. Memberikan dukungan/penahan lubang sumur

Semen yang digunakan pada saat penyemenan lubang sumur adalah semen jenis portland dimana semen tersebut terdiri dari batu gamping dna lempung yang mengandung Kalsium Karbonat (CaCO3) yang tinggi.

Secara umum penyemenan dapat dibagi menjadi dua yaitu:
a. Primary Cementing
Merupakan penyemenan pertama kali yang dilakukan setelah pipa selubung diturunkan kedalam sumur.
Penyemenan antara formasi dengan pipa selubung bertujuan untuk :

• Melindungi formasi yang akan dibor dari formasi sebelumnya dibelakang pipa selubung yang mungkin bermasalah.
• Mengisolasi formasi tekanan tinggi dari zona dangkal sebelumnya.
• Melindungi daerah produksi dari water-bearing sands.

b. Squeeze Cementing
Untuk menyempurnakan dan menutup rongga-rongga yang masih ada setelah primary cementing, dapat dilakukan squeeze cementing.
Aplikasi pokok untuk squeeze cementing antara lain adalah :

• Menyempurnakan primary cementing ataupun untuk perbaikan terhadap hasil penyemenan yang rusak.
• Mengurangi water-oil ratio, gas-oil ratio dan water-gas ratio.
• Menutup kembali zona produksi yang diperforasi apabila pemboran mengalami kegagalan dalam mendapatkan minyak.
• Memperbaiki kebocoran pada pipa selubung.
• Menghentikan lost circulation yang terjadi pada saat pemboran berlangsung.

Menarik & Menyambung Rangkaian Pipa Pemboran (Making a Trip)

Making a Trip adalah kegiatan menarik dan menyambungkan rangkaian pipa kedalam lubang bor dalam kegiatan pemboran.

Tripping Out	Tripping In
Setting Slips Breaking Out and Setting Back the Kelly Attaching Elevators to the Elevator Links Latching Elevators to Pipe Working on the Monkeyboard Breaking Out Pipe Maneuvering Pipe to Racking Area	Elevators raised Tripping In — Latching Elevators to Top of Stand Moving pipe to rotary Pipe is made up Slips are pulled Slips are set Elevators are unlatched Process repeated for all stands Pickup kelly and attach to drill string Break circulation, and Resume drilling

Menarik Rangkaian Pipa Pemboran (Tripping-Out)

Menyambung Rangkaian Pipa Pemboran (Tripping – In)

Sumber:

Bourgoyne Jr, Adam T,et al, 1986, Applied Drilling Engineering, SPE, Richardson

https://www.osha.gov/SLTC/etools/oilandgas/drilling/trippingout_in.html

Jenis – Jenis RIG Pemboran (Type of Drilling RIG)

Secara garis besar rig pemboran dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan lokasi kegiatan pemboran yaitu pemboran yang dilakukan di darat (Land Rigs) dan laut (Offshore/Marine Rigs) seperti tampak pada gambar dibawah ini.

Rig pemboran yang beroperasi dilautan dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu:

– Bottom Supported Rigs, Rig jenis ini ditopang oleh struktur rig hingga ke dasar laut dengan kata lain kaki – kai rig menempel (menancap) didasar laut.

– Floating Rigs, Rig jenis ini sifatnya mengapung (floating) dimana untuk struktur rig diikat oleh tali – tali jangkar di dasar laut. Selain itu rigs jenis ini juga dapat didipindahkan ke lokasi lainnya setelah pemboran disuatu lokasi selesai.

Berikut contoh ilustrasi type Land Rigs dan Marine Rigs (Bottom Supported Rigs & Floating Rigs).

Tekanan Formasi Untuk Perencanaan Pemboran Sumur (Formation Pressure For Well Design)

Selama melakukan pemboran sumur kita harus memperhatikan relevansi kaitan antara tekanan dan kegiatan pemboran. Tekanan – tekanan tersebut diantaranya:

– Pore pressure,
– Formation fracture gradient.
– Overburden pressure,
– Gas behaviour.

Safety Margin Pressure

Mempelajari mengenai pori (Pore), Fracture Gradient dan Overburden akan membantu kita dalam mendesain lumpur pemboran (Mud Design), Casing (Casing Design), Pengendalian Semburan Liar (Well Control), menghindari terjepit atau terjebaknya rangkaian pipa pemboran (Avoid Stuck Drill String) dan menentukan laju pemboran (Rate of Penetration).

Tekanan formasi yang dihitung diantaranya:

Hidrostatic Pressure:

HP (psi) = 0.052 x TVD (ft) x MW (ppg)
– MW = Mud Weight
– 0.052 is a conversion factor
– MW of 1 ppg has a gradient of 0.052 psi/ft

sedangkan tekanan pori (pore pressure) didefinisikan sebagai tekanan yang terjadi pada fluida didalam ruang pori batuan. Tekanan pori normalnya sebesar 0.465 psi/ft. Fracture gradian (gradien rekah) adalah tekanan dimana formasi akan pecah/retak (rusak).

Fracture Gradient

Tekanan Overburden adalah tekanan yang diberikan oleh berat total formasi diatasnya. Selain tekanan formasi dan tekanan overburden kelakuan sifat dari gas juga perlu mendapat perhatian karena selama masa pemboran mungkin saja melalui formasi – formasi gas yang bila tidak mendapat perhatian serius dapat berakibat terjadinya kick dan blow up.

Overburden Pressure

 

Rangkaian Pipa Pemboran & Peralatannya (Drillstring & Equipment)

Tujuan dari rangkaian pipa pemboran (drillstring) adalah meneruskan atau mentransmit tenaga mekanik (rotary table), hydrolic power (pressure & flowrate), dan weight on bit (WOB).

Komponen utama dari drillstring adalah sebagai berikut:

1. Drill Pipe
2. Heave Drill Pipe
3. Drill Collar
4. Beberapa peralatan khusus.

1. Drillpipe

Rangkaian drillpipe diletakan setelah (dibawah) kelly, bentuk drillpipe hampir sama dengan bentuk pipa pada umumnya dengan diameter luar (Outside Diameter) berkisar antara 2.375 Inch – 6.625 Inch. Rangkaian drillpipe harus lebih ringan namun kuat, dibuat dengan menggunakan besi baja dengan kualitas tinggi. API membuat grade untuk kualitas baja untuk pipa pemboran menjadi empat kelas yaitu: E–75,X–95, G–105, dan S–135. sedangkan untuk panjang tiap drillpipe dibagi menjadi 3 range yaitu: Range I (18ft – 22 ft), Range II (27ft – 30ft) paling banyak digunakan saat ini, Range III (38ft – 45ft).

2. Drill Collar

Drill collar ditempatkan diatas mata bor (bit) dan setelah heavy drillpipe. Bentuk drillcolar hampir mirip dengan drillpipe hanya saja memiliki ketebalan dinding pipa yang lebih besar dan diameter dalam (Inside Diameter) yang lebih kecil. Tujuan pemasangan drillcollar adalah untuk memberikan tenaga axial (beban) kepada bit. Selain memiliki bentuk yang mirip pipa drill collar juga ada yang bentuknya spiral seperti yang terlihat pada gambar berikut ini.

3. Heavy Wall Drillpipe

Merupakan rangkaian pipa yang terletak diantara drillpipe dengan drill collar. HWDP memiliki bentuk yang mirip dengan drillpipe tapi dengan tool joint yang lebih panjang.

4. Peralatan Khusus

Beberapa peralatan khusus yang digunakan pada rangkaian pipa pemboran adalah stabillizer, reamer dan hole openers.

• Stabillizer pada pemboran vertikal berfungsi untuk mencegah getaran (vibrasi) pada rangkaian pipa  selama melakukan pemboran.
• Reamer berfungsi untuk menjaga diameter lubang bor sesuai dengan hasil penggalian oleh mata bor (bit). Hal ini dikarenakan selama kegiatan pemboran kemungkinan akan terjadi penyempitan lubang bor akibat swelling formation dan juga berkurangnya ukuran mata bor (bit) akibat formasi yang keras.
• hole-openers digunakan untuk memperbesar lubang bor dikarenakan menggunakan bit yang lebih kecil sedangkan ukuran lubang akhir yang direncanakan lebih besar.

Berikut ini gambar dari peralatan khusus tersebut:

Source:

• – Drilling Engineering Fundamentals, Jorge H.B. Sampaio

Baca artikel lainnya:

Hoisting System

Rotary System

Circulation System

Power System

BOP System

Sistem Pengendalian Semburan Liar (BOP System)

SISTIM PENCEGAHAN SEMBURAN LIAR
Fungsi utama dari sistim pencegahan semburan liar (BOP System)adalah untuk menutup lubang bor ketika terjadi “kick”. Blowout terjadi karena masuknya aliran fluida formasi yang tak terkendalikan ke permukaan.
Blowout biasanya diawali dengan adanya “kick” yang merupakan suatu intrusi fluida formasi bertekanan tinggi kedalam lubang bor. Intrusi ini dapat berkembang menjadi blowout bila tidak segera diatasi. Rangkaian peralatan sistim pencegahan semburan liar (BOP System) terdiri dari tiga sub komponen utama yaitu Rangkaian BOP Stack, Accumulator dan Sistim Penunjang.

5.1 RANGKAIAN BOP STACK
Rangkaian BOP Stack ditempatkan pada kepala casing atau kepala sumur langsung dibawah rotary table pada lantai bor. Rangkaian BOP Stack (lihat Gambar 2.15) terdiri dari peralatan sebagai berikut :
a. Annular Preventer.
Ditempat paling atas dari susunan BOP Stack. Annular preventer berisi rubber packing element yang dapat menutup lubang annulus baik lubang dalam keadaan kosong ataupun ada rangkaian pipa bor.
b. Ram Preventer.
Ram preventer hanya dapat menutup lubang annulus untuk ukuran
pipa tertentu, atau pada keadaan tidak ada pipa bor dalam lubang.
Jenis ram preventer yang biasanya digunakan antara lain adalah :
1. Pipe ram
Pipe ram digunakan untuk menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor berada pada lubang bor.
2. Blind or Blank Rams
Peralatan tersebut digunakan untuk menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor tidak berada pada lubang bor.
3. Shear Rams
Shear rams digunakan untuk memotong drill pipe dan seal sehingga lubang bor kosong (open hole), digunakan terutama pada offshore floating rigs.
c. Drilling Spools.
Drilling spools adalah terletak diantara preventer. Drilling spools berfungsi sebagai tempat pemasangan choke line (yang mensirkulasikan “kick” keluar dari lubang bor) dan kill line (yang memompakan lumpur berat). Ram preventer pada sisa-sisanya mempunyai “cutlets” yang digunakan untuk maksud yang sama.
d. Casing Head (Well Head).
Merupakan alat tambahan pada bagian atas casing yang berfungsi sebagai fondasi BOP Stack.

5.2. ACCUMULATOR
Biasanya ditempatkan pada jarak sekitar 100 meter dari rig. Accumulator bekerja pada BOP stack dengan “high pressure hydraulis” (saluran hidrolik bertekanan tinggi). Pada saat terjadi “kick” Crew dapat dengan cepat menutup blowout preventer dengan menghidupkan kontrol pada accumulator atau pada remote panel yang terletak pada lantai bor.
Unit accumulator dihidupkan pada keadaan darurat yaitu untuk menutup BOP Stack. Unit ini dapat dihidupkan dari remote panel yang terletak pada lantai bor atau dari accumulator panel pada unit ini terdiri dalam keadaan crew harus meninggalkan lantai bor.

5.3. SISTIM PENUNJANG (SUPPORTING SYSTEM)
Peralatan penunjang yang terpasang rangkaian peralatan sistim pencegahan semburan liar (BOP System) meliputi choke manifold dan kill line.
a. Choke Manifold.
Choke Manifold merupakan suatu kumpulan fitting dengan beberapa outlet yang dikendalikan secara manual dan atau otomatis. Bekerja pada BOP Stack dengan “high presure line” disebut “Choke Line”. Bila dihidupkan choke manifold membantu menjaga back pressure dalam lubang bor untuk mencegah terjadinya intrusi fluida formasi. Lumpur bor dapat dialirkan dari BOP Stack kesejumlah valve (yang membatasi alirandan langsung ke reserve pits), mud-gas separator atau mud conditioning area back pressure dijaga sampai lubang bor dapat dikontrol kembali.
b. Kill Line.
Kill Line bekerja pada BOP Stack biasanya berlawanan berlangsung dengan choke manifold (dan choke line). Lumpur berat dipompakan melalui kill line kedalam lumpur bor sampai tekanan hidrostatik lumpur dapat mengimbangi tekanan formasi.

Sumber:

– Pengantar Teknik Perminyakan UPN, 2004

Baca artikel lainnya:

Hoisting System

Rotary System

Circulation System

Power System

BOP System

Sistem Tenaga (Power System)

Mengawali bulan syawal 1434H, penulis coba untuk merecharge kembali semangat untuk saling berbagi demi mencerdaskan Indonesia. Pada tulisan kali ini penulis ingin membahas secara singkat mengenai sistem tenaga (Power System) yang terlibat dalam kegiatan pemboran.

Sebagian besar sistem tenaga dibutuh pada dua sistem utama pemboran yaitu untuk pengangkatan (Hoisting System),  dan sirkulasi lumpur pemboran (Circulation System) selain itu juga digunakan untuk sistem penerangan disekitar lokasi pemboran. Total tenaga yang dibutuhkan pada sebuah rig pemboran secara umum berkisar dari 1000 – 3000Hp.

Karakteristik performance dari sistem tenaga secara umum dinyatakan dengan Output Horse Power, torsi (torque) dan konsumsi bahan bakar (fuel consumption) untuk berbagai kecepatan mesin.

Tenaga yang dihasilkan dari prime mover atau power system (output horse power) dihasilkan dari Angular Velocity (ω) dan Torsi (T).

P = ω.T

Sistim tenaga dalam suatu operasi pemboran terdiri dari dua sub komponen utama, yaitu :

4.1 POWER SUPPLY EQUIPMENT
Tenaga yang dibutuhkan pada suatu operasi pemboran dihasilkan oleh mesin-mesin besar, yang dikenal dengan “prime mover unit” (penggerak utama).

4.2 DISTRIBUTION (TRANSMISSION) EQUIPMENT

Berfungsi untuk meneruskan atau menyalurkan tenaga dari
penggerak utama, yang diperlukan untuk suatu operasi pemboran. Sistim distribusi (transmisi) yang biasa digunakan ada dua macam, yaitu sistim transmisi mekanis dan sistim transmisi listrik (electric). Rig tidak akan berfungsi dengan baik bila distribusi tenaga yang diperoleh tidak mencukupi. Oleh sebab itu diusahakan tenaga yang hilang karena adanya transmisi atau distribusi tersebut dikurangi sekecil mungkin, sehingga kerja mesin akan lebih efisien.

Sumber:

– Pengantar Teknik Perminyakan UPN, 2004

– Bourgoyne, A, Applied Drilling Engineering, SPE 1986

Baca artikel lainnya:

Hoisting System

Rotary System

Circulation System

Power System

BOP System

Sistem Sirkulasi (Circulation System)

Pada dasarnya sistem sirkulasi sangat erat kaitannya dengan fluida pemboran (drilling fluids) yang fungsi utamanya adalah mengangkat material pahatan (cutting) hasil dari mata bor (drillbits) dari dasar sumur ke atas permukaan melalui anulus, selain itu fluida pemboran juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan antara tekanan hidrostatik (hidrostatic pressure) dengan tekanan formasi (formation pressure) agar fluida reservoir tidak masuk kedalam lubang bor selama kegiatan pemboran.

Berikut ini adalah beberapa fungsi utama lainnya dari fluida pemboran yaitu:

• Membersihkan lubang bor dari fragmen hasil dari pahatan (bit) kemudian membawanya ke permukaan
• Menjaga stabilitas dari dinding lubang pemboran
• Mendinginkan dan melumasi drillstring dan bit selama kegiatan pemboran

Komponen Sistem Sirkulasi

(1) mud pumps,
(2) flowlines,
(3) drillpipe,
(4) nozzles,
(5) mud pids and tanks (settling tank, mixing tank, suction tank),
(6) mud mixing equipment (mud mixing hopper) and
(7) contaminant removal equipment (shale shaker,   desander, desilter, degasser)

Fluida Pemboran

Fluida pemboran adalah merupakan suatu campuran cairan (liquid) dari beberapa komponen yang terdiri dari : air(tawar atau asin), minyak, tanah liat(clay), bahan-bahan kimia(chemical additives), gas, udara, busa maupun detergen. Di lapangan, fluida pemboran dikenal sebagai “lumpur” (mud).

Ada tiga jenis fluida pemboran :

1. Water–based mud, lumpur pemboran yang paling banyak digunakan adalah water-base mud(80%). Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar atau air asin, clay dan chemical additives. Komposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor.
2. Oil–based mud, digunakan pada pemboran dalam, hotholes, formasi shale dan sebagainya. Lumpur ini lebih mahal, tetapi mengurangi terjadinya korosi pada rangkaian pipa bor, dsb.
3. Air or gas–based mud, keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pemboran yang lebih besar. Karena digunakan kompressor, kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.

Source:

• – Catatan Kuliah
• – Drilling Engineering Fundamentals, Jorge H.B. Sampaio

Baca artikel lainnya:

Hoisting System

Rotary System

Circulation System

Power System

BOP System

Rotary System (Sistem Pemutar)

Seluruh peralatan yang digunakan untuk mentranmisikan putaran dari permukaan (mejaputar/rotary table) hingga ke dasar sumur (matabor/bit) disebut dengan rotary system.

Komponen – komponen yang termasuk sistem pemutar diantaranya (dari atas ke bawah) :

1. Swivel,
2. Kelly and accessories,
3. Rotary table and components,
4. Drillstring tubulars (drill pipe, drill collars, etc.),
5. Drill bit

 

Baca artikel lainnya:

Hoisting System

Rotary System

Circulation System

Power System

BOP System

Sistem Pengangkat (Hoisting System)

Pada kegiatan pemboran peralatan pemboran (drilling Rig) dibagi menjadi beberapa bagian sistem yaitu sebagai berikut:

1. Hoisting System
2. Rotating System
3. Circulating System
4. Power System
5. BOP System

I. Sistem Pengangkat (Hoisting System)

Hoisting System atau Sistem pengangkat adalah sistem katrol besar yang digunakan untuk menurunkan dan menaikkan peralatan masuk dan keluar dari sumur. Secara khusus, sistem pengangkat digunakan untuk menaikan dan menurunkan drillstring dan casing ke dalam dan keluar dari sumur. Berikut ini gambaran dari hoisting system:

Gambar. Sistem Pengangkat

(source: Drilling Engineering, Hariot Watt University)

Baca artikel lainnya:

Hoisting System

Rotary System

Circulation System

Power System

BOP System