Penelitian Lumpur Bor

Penelitian Dasar Lumpur Pemboran

Oleh : Arif Eka R (Universitas Trisakti)

PENDAHULUAN

Lumpur pemboran merupakan elemen penting yang menentukan sukses atau tidaknya operasi pemboran.

Latar Belakang

Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran (cutting). Lalu dengan berkembangnya pemboran, lumpur mulai digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur digunakan zat-zat kimia ditambahkan dan akhirnya digunkan pula udara dan gas untuk pemboran walaupun lumpur tetapbertahan.

Secara umum lumpur pemboran dapat dipandang mempunyai empat komponen atau fasa, yaitu :

1. Fasa cair (air atau minyak)
Ini dapat berupa minyak atau air. 75% lumpur pemboran menggunakan air.

2. Reactive solid, yaitu padatan yang bereaksi denagn air membentuk koloid (clay).
Padatan ini bereaksi dengan sekelilingnya membentuk koloid. Dalam hal ini clay air tawar seperti bentonite menghisap air tawar dan membentuk lumpur.

3. Inert Solids (Zat padat yang tidak bereaksi).
Ini dapat berupa barite (BaSO4) yang digunakan untuk menaikkan densitas lumpur, ataupun galena atau bijih besi. Inert solid dapat pula berasal dari formasi-formasi yang dibor dan terbawa lumpur seperti chert, pasir, atau clay-clay non swelling.

4. Fasa kimia.
Zat kimia merupakan bagian dari sistem yang digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur.

Tujuan Penelitian

Tujuan mempelajari tentang cementing dan lumpur pemboran ini adalah :

Untuk memberi pengetahuan kepada mahasiswa mengenai fungsi-fungsi dari lumpur pemboran.

Mengetahui jenis-jenis lumpur yang digunakan dalam pemboran yang disesuaikan dengan kondisi sumur.


TEORI DASAR

Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting dalam pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada Lumpur ini.
Secara umum Lumpur pemboran dapat dipandang mempunyai empat komponen atau fasa :

1. Fasa Cair (Air atau Minyak)

Ini dapat berupa minyak atau air. Air dapat pula dibagi dua, tawar dan asin. 75% lumpur pemboran menggunakan air. Sedang pada air dapat pula dibagi menjadi air asin tak jenuh dan jenuh. Istilah oil-base digunakan bila miyaknya lebih dari 95%. Inert emulsion mempunyai komposisi minyak 50-70% (sebagai fasa kontinyu) dan air 30-50% (sebagai fasa terdispersi).

2. Reactive Solids, yaitu padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid (clay).

Padatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk membentuk koloidal. Dalam hal ini clay air tawar seperti bentonite mengisap (absorb) air tawar dan membentuk Lumpur. Istilah yield digunakan untuk menyataka jumlah barrel Lumpur yang dapat dihasilkan dari satu to clay agar viskositas lumpurnya 15 cp.

3. Inert Solids (Zat padat yang tak bereaksi).

Ini dapat berupa barite (BaSO4) yang digunakan untuk menaikkan densitas Lumpur, ataupun galena atau bijih besi. Inert solids dapat pula berasal dari formasi-formasi yang dibor dan terbawa Lumpur seperti chert, pasir atau clay-clay non swelling dan padatan-padatan seperti ini bukan disengaja untuk menaikkan densitas Lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin (bisa menyebabkan abrasi, kerusakan pompa dll).

4. Fasa kimia.

Zat kimia merupakan bagian dari system yang digunakan untuk mengontrol sifat-sifat Lumpur, misalnya dalam dispersion (menyebarkan partikel-partikel clay atau flocculation (pengumpulan partikel-partikel clay). Efeknya terutama tertuju pada pengkoloidan clay yang bersangkutan. Banyak sekali zat kimia yag digunakan untuk menurunkan viskositas, mengurangi water loss, dan mengontrol fasa koloid.

Lumpur-lumpur pemboran memiliki sifat-sifat yang dapat disesuaikan dengan kondisi sumur. Sifat-sifat Lumpur ini antara lain : gel strength, viscositas, filtrasi, mud cake, dan sand content. Selain sifat-sifat Lumpur, ada juga mengenai klasifikasi Lumpur berdasarkan bahan dasarnya, antara lain yaitu : Lumpur berbahan dasar air, Salt Water Mud, Oil Base Emulsion Mud, Oil in Water Emulsion Muds danGaseous Drilling Fluids. Selain bahan dasar Lumpur diatas terdapat juga additive-additive yang biasa ditambahkan kedalam Lumpur dengan tujuan tertentu.



PEMBAHASAN

Lumpur Pemboran

Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran (cutting). Lalu dengan berkembangnya teknologi pemboran, Lumpur mulai digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat Lumpur, zat-azat kimia ditambahkan dan akhirnya digunakan pula udara dan gas untuk pemboran.

Fungsi-Fungsi Lumpur

Lumpur-lumpur pemboran memiliki fungsi-fungsi antara lain :

1. Mengangkat cutting ke permukaan.
2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string.
3. Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake.
4. Mengontrol tekanan fo0rmasi.
5. Membawa cutting dan material-material pemberat pada susupensi bila sirkulasi lumpurdihentikan sementara.
6. Melepaskan cutting dan pasir di permukaan.
7. Menahan sebagian berat drill pipe dan casing.
8. Mengurangi efek negatif pada formasi.
9. Mendapatkan informasi (mud log, sample log).
10. Media logging.

Sifat Lumpur

Komposisi dan sifat-sifat Lumpur sangat berpengaruh dalam pemboran. Perencanaan casing, drilling rate dan completion dipengaruhi oleh Lumpur yang digunakan. Misalnya pada daerah batuan lunak pengontrolan sifat-sifat Lumpur sangat diperlukan tetapi pada daerah dengan batuan yang keras sifat-sifat ini tidak terlalu kritis sehingga air biasapun kadang-kadang dapat digunakan. Dengan kata lain sifat-sifat geologi suatu daerah menentukan pula jenis Lumpur yang harus digunakan.

Sifat-sifat Lumpur yang akan kita telaah antara lain :

1. Densitas dan Sand Content.

Densitas Lumpur bor merupakan salah satu sifat Lumpur yang sangat penting karena peranannya berhubungan langsung dengan fungsi Lumpur bor yaitu sebagai penahan tekanan formasi. Densitas Lumpur yang terlalu besar akan menyebabkan Lumpur hilang ke formasi (lost circulation), sedangkan bila densitas Lumpur terlalu kecil akan menyebabkan terjadinya “kick”.
Sementara itu tercampurnya cutting kedalam Lumpur pemboran akan dapat membawa pengaruh dalaam operasi pemboran. Cutting yang biasanya pasir ini dapat mempengaruhi karakteristik Lumpur yang akan disirkulasikan. Oleh karena itu setelah disirkulasikan, Lumpur harus mengalami proses pembersihan untuk menghilangkan partikel-partikel yang masuk kedalam Lumpur selama sirkulasi.

Alat-alat yang biasa digunakan dalam proses pembersihan ini adalah :

1. Shale shacker
Fungsinya membersihkan Lumpur dari cutting yang berukuran besar.

2. Degasser
Untuk membersihkan Lumpur dari gas yang ikut terlarut.

3. Desander
Untuk membersihkan Lumpur dari partikel-partikel padatan yang lolos dari shale shacker.

4. Desilter
Untuk membersihkan Lumpur dari partikel-partikel yang berukuran sangat kecil.

2. Viscositas dan Gel Strength.
Viscositas dan Gel Strength merupakan bagian yang pokok dalam sifat-sifat rheologi fluida pemboran. Pengukuran sifat-sifat rheologi fluida pemborn sangat penting mengingat efektivitas pengangkatan cutting merupakan fungsi langsung dari viscositas. Sifat gel pada Lumpur juga penting pada saat round trip sehingga viscositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik tidaknya suatu Lumpur pemboran.

3. Filtrasi dan Mud Cake.
Filtrate adalah fluida yang hilang kedalam formasi batuan. Sedangkan lapisan partikel-partikel besar yang tertahan dipermukaan batuan disbut filter cake.
Apabila filtration loss dan mud cake tidak dikontrol maka ia akan menimbulkan berbagai masalah, baik selama operasi pemboran maupun evaluasi formasi dan tahap produksi

Jenis-Jenis Lumpur Bor

Jenis-jenis Lumpur bor yang biasa digunakan dalam suatu operasi pemboran antara lain :

a. Fresh Water Mud.
b. Salt Water Mud.
c. Oil in Water Emulsion.
d. Oil Base dan Oil Base Emulsion Muds.
e. Gaseous Drilling Fluids.

1. Fresh Water Muds

Fresh Water Muds adalah Lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan kadar garam yang kecil (<10000 ppm =" 1%">

2. Salt Water Mud

Lumpur ini digunakan terutama untuk member formasi garam massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran air garam yang terbor. Jenis-jenis Salt Water Mud antara lain adalah :
1. Unsaturated Salt Water Mud.
2. Saturated Salt Water Mud.
3. Sodium Silicate Mud.

3. Oil in Water Emuolsion Muds

Pada Lumpur jenis ini minyak merupakan fasa tersebar (emulsi) dan airsebagai fasa kontinyu. Keuntungan dari penggunaan Lumpur jenis ini adalah membuat bit lebih tahan lama, penetration rate naik, mengurangi korosi pada drill string, memperbaiki sifat-sifat Lumpur, dan mengurangi balling (terlapisnya alat oleh padatan Lumpur) pada drill string.

4. Oil Base dan Oil Base Emulsion Mud

Lumpur ini mengandung minyak pada fase kontinunya. Manfaat dari Lumpur jenis ini adalah untuk melepaskan drill pipe yang terjepit, mempermudah pemasangan casing dan liner, tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif terhadap formasi biasa maupun formasi yang produktif.

5. Gaseous Drilling Fluid

Lumpur jenis ini digunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering. Dengan dipompakannya gas atau udara pada annulus, salurannya tidak boleh bocor. Keuntungan penggunaan Lumpur jenis ini adalah penetration ratenya lebih besar dan baik digunakan untuk completion pada zona-zona dengan tekanan rendah, tetapi Lumpur jenis ini dapat menyebabkan bit balling. Lumpur ini juga tidak dapat digunakan pada tekanan formasi yang besar




KESIMPULAN

Secara garis besar Lumpur mempunyai fungsi anatara lain :

1. Mengangkat cutting ke permukaan.
2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string.
3. Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake.
4. Mengontrol tekanan formasi.
5. Menahan tekanan formasi.
6. Mengurangi efek negative pada formasi.
7. Sebagai media logging yang berguna untuk mendapatkan informasi (mud log, sample log).


Referensi :
1. Buku Penunutun Praktikum Teknik Lumpur Pemboran Laboratorium Teknik Pemboran dan Produksi Jakarta : Universitas Trisakti..
2. Buku Penuntun Praktikum Cementing Laboratorium Teknik Pemboran dan Produksi. Jakarta : Universitas Trisakti
3. Rubiandini, Rudi. Teknik Pemboran dan Praktikum. Bandung : ITB