Bab 3 Pengujian Densitas Suspensi Semen Ok

7/27/2019 Bab 3 Pengujian Densitas Suspensi Semen Ok

1/21

BAB IIIPENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN

3.1 Tujuan Percobaan

1. Memahami cara pembuatan suspensi semen.

2. Memahami cara membuat cetakan semen.

3. Untuk menentukan densitas suspensi dengan menggunakan mud

balance.

3.2 Teori DasarDensitas suspensi semen didefinisikan sebagai perbandingan antara

jumlah berat bubuk semen, air pencampur dan additive terhadap jumlah

volume bubuk semen, air pencampur dan additive.

Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis suspensi semen di dalam lubang sumur. Bila formasi tidak

sanggup menahan tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan

formasi pecah, sehingga dapat terjadi loss circulation.

Densitas suspensi semen yang rendah sering digunakan dalam

operasi primary cementing dan remedial cementing, guna menghindari

terjadinya fracture pada formasi yang lemah. Untuk memperbesar densitas

dapat ditambahkan pasir atau mineral-mineral pemberat seperti barite,

hematite, ilmetite ke dalam suspensi semen.

Sedangkan densitas suspensi semen yang tinggi digunakan bila tekanan

formasi cukup besar atau formasi sloughing (tanggal), dimana densitas

maksimum dapat dicapai dengan semen murni menggunakan water

content minimum yang diinginkan antara 17,5 19 lb/gal. Water content

19


2/21

rendah akan memudahkan pencampuran sampai 19 lb/gal dengan bantuan

dispersant, tetapi jarang digunakan dalam primary cementing. Untuk

menurunkan densitas dapat dilakukan dengan menambahkan clay atau zat-

zat kimia silikat jenis extender atau menambahkan bahan-bahan yang

dapat memperbesar volume suspensi semen seperti pozzolan, ceramic

microsphere atau nytrogen. Heavy sluries (suspensi semen berat)

digunakan pada penyemenan primer, dimana selalu pemberatnya adalah

material densitas tinggi, diukuti dengan normal atau sedikit dikurangi

prosentase airnya.

Pengukuran densitas di laboratorium berdasarkan dari data berat

dan volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan di

lapangan dengan menggunakan alat pressurizied mud balance. Untuk

menentukan besarnya densitas, kita perlu mengetahui jenis formasi, tipe

penyemenan, kemampuan pompa, permeabilitas batuan semennya itu

sendiri. Batasan densitas ini ditentukan oleh API.

3.3 Pengujian Densitas Suspensi semen

Densitas suspensi semen diukur dengan alat pressurized mud

balance seperti pada gambar 3.1

GAMBAR 3.1 Pressurize Mud Balance

20


3/21

3.3.1 Peralatan dan Bahan

a) Peralatan

Timbangan

Mixer

Mud Balance

b) Bahan-bahan

Semen

Additive (Barite/Bentonite)

Air

3.3.2 Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan yang dilakukan adalah :

1. Mengkalibrasi peralatan pressured mud balanced sebagai berikut :

- Membersihkan peralatan mud balanced

- Mengisi cup dengan air hingga penuh lalu ditutup dan dibersihkan

bagian luarnya

- Meletakkan kembali mud balanced pada kedudukan semula

- Rider ditempatkan pada skala 8,33 ppg

- Meneliti nuvo glass, bila tidak seimbang kalibrasikan screw sampai

seimbang.

2. Mempersiapkan suspensi semen yang diukur dan density suspensi

semen dapat menggunakan rumus :

Dimana :

SGS = SG suspensi semen

Ws = Berat bubuk semen

Wad = Berat additive

Wair = Berat air

21

++++

=VairVadVs

WairWadWsSGS


4/21

Vs = Volume bubuk semen

Vad = Volume Additif

Vair = Volume Air

3. Masukkan suspensi semen kedalam cup balanced, kemudian cup

ditutup dan semen yang melekat pada dinding bagian luar dibersihkan

sampai bersih.

4. Letakkan balance arm pada kedudukan semula, kemudian atur rider

hingga seimbang, baca harga skala sebagai densitas suspensi semen.

3.4 Data dan Perhitungan

Analisa :

Kelas Semen : A

Densitas Barite :4.33 gr/cc

Densitas Bentonite : 2.65 gr/cc

Densitas Semen : 3.14 gr/cc

Berat Air (W air) : 276 gr

Berat Semen (W s) : 600 gr

Berat Additive (W add): 0

Perhitungan :

1. Perhitungan I

Densitas Barite : 4,33 gr/cc

Densitas semen : 3,14 gr/cc

Densitas air : 1 gr/cc

Berat air (Wair) : 276 gr

Berat semen (Ws) : 600 gr

Berat Additif (Wadd) : 0 gr Barite

Volume air (Vair) =air

airW

= ccgr

gr

/1

276

22


5/21

= 276 ml atau cc

Volume semen = semen

semenW

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

addW

=ccgr

gr

/33,4

0

= 0 ml atau cc

SG semen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )ml

gr

00828,191276

0600276

++

++

= 1,8755 gr/ml

= 15,6227 ppg

2. Perhitungan II






Berat Additif (Wadd) : 0,5 gr Barite


airW

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

semenW

= ccgr

gr

/14,3

600

23


6/21

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif = add

addW

=ccgr

gr

/33,4

5,0

= 0,1155 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )ml

gr

1155,00828,191276

5,0600276

++

++

= 1,8761 gr/ml

= 15,6277 ppg

3. Perhitungan III








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc


Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/33,4

1

= 0,2309 ml atau cc

24


7/21

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

2309,00828,191276

1600276

++

++

= 1,8767 gr/ml

= 15,6328 ppg

4. Perhitungan IV






Berat Additif (Wadd) : 1,5 gr Barite


Wair

= ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/33,4

5,1

= 0,3464 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=

( )

( )ml

gr

3464,00828,191276

5,1600276

++

++

25


8/21

= 1,8773 gr/ml

= 15,6378 ppg

5. Perhitungan V








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/33,4

2

= 0,4619 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )ml

gr

4619,00828,191276

2600276

++

++

= 1,8779 gr/ml

= 15,6429 ppg

26


9/21

6. Perhitungan VI

Densitas Bentonite : 2,65 gr/cc





Berat Additif (Wadd) : 0 gr Bentonite


Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

0

= 0 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

= ( )( )mlgr00828,191276

0600276

++

++

= 1,8755 gr/ml

= 15,6227 ppg

7. Perhitungan VII



27


10/21




Berat Additif (Wadd) : 0,5 gr Bentonite


Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

= ccgrgr/65,2

5,0

= 0,1887 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

1887,00828,191276

5,0600276

++

++

= 1,8758 gr/ml

= 15,6253 ppg

8. Perhitungan VIII






28


11/21


Volume air (Vair) = air

Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

1

= 0,3774 ml atau cc

SGsemen = VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

3774,00828,191276

1600276

++

++

= 1,8761 gr/ml

= 15,6279 ppg

9. Perhitungan IX

Densitas Bentonite : 2,65 gr/ccDensitas semen : 3,14 gr/cc

Densitas air : 1,5 gr/cc





Wair

29


12/21

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

191,0828 ml atau cc

Volume Additif = add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

5,1

= 0,5660 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

5660,00828,191276

5,1600276

++

++

= 1,8764 gr/ml

= 15,6305 ppg

10. Perhitungan X








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

30


13/21

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

2

= 0,7547 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

7547,00828,191276

2600276

++

++

= 1,8767 gr/ml

= 15,6331 ppg

11. Perhitungan XI








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

= ccgr

gr

/14,3

600

31


14/21

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

5,2

= 0,9434 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=

( )( )ml

gr

9434,00828,191276

5,2600276

++

++

= 1,8770 gr/ml

= 15,6357 ppg

12. Perhitungan XII








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

32


15/21

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

3

= 1,1321 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

1321,10828,191276

3600276

++

++

= 1,8773 gr/ml

= 15,6383 ppg

13. Perhitungan XII








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc


Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

= ccgr

gr

/65,2

5,3

33


16/21

= 1,3208 ml atau cc

SGsemen = VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

3208,10828,191276

5,3600276

++

++

= 1,8777 gr/ml

= 15,6409 ppg

14. Perhitungan XIV








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

4

= 1,5094 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

34


17/21

=( )

( )mlgr

5094,10828,191276

4600276

++

++

= 1,8780 gr/ml

= 15,6435 ppg

15. Perhitungan XV








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

=ccgr

gr

/14,3

600

=191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

5,4

= 1,6981 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

6981,10828,191276

5,4600276

++

++

= 1,8783 gr/ml

35


18/21

= 15,6460 ppg

16. Perhitungan XVI








Wair

=ccgr

gr

/1

276

= 276 ml atau cc

Volume semen =semen

Wsemen

= ccgr

gr

/14,3

600

= 191,0828 ml atau cc

Volume Additif =add

Wadd

=ccgr

gr

/65,2

5

= 1,8868 ml atau cc

SGsemen =VaddVsVair

WaddWsWair

++

++

=( )

( )mlgr

8868,10828,191276

5600276

++

++

= 1,8786 gr/ml

= 15,6486 ppg

36


19/21

Semen (Gr) Air (ml) Berat Additif (Gr) Volume additif (ml)SG

Semen

Barite Bentonite Barite Bentonite (ppg)600 276 0 0 15.622669

600 276 0.5 0.115473 15.627722

600 276 1 0.230947 15.632774

600 276 1.5 0.34642 15.637822

600 276 2 0.461894 15.642868

600 276 0 0 15.622669

600 276 0.5 0.188679 15.625274

600 276 1 0.377358 15.627877

600 276 1.5 0.566038 15.630478

600 276 2 0.754717 15.633077

600 276 2.5 0.943396 15.635674

600 276 3 1.132075 15.638269600 276 3.5 1.320755 15.640861

600 276 4 1.509434 15.643452

600 276 4.5 1.698113 15.64604

600 276 5 1.886792 15.648626

Tabel 3.1.

Hasil Pengujian Densitas Suspensi Semen

SG Semen Vs Barite

15.62

15.625

15.63

15.635

15.64

15.645

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Barite

SGSem

Gambar 3.2Grafk SG Semen Vs Barite

37


20/21

SG Semen Vs Bentonite

15.62

15.625

15.63

15.635

15.64

15.645

15.65

0 1 2 3 4 5 6

Bentonite

SGSem

Gambar 3.3

Grafk SG Semen Vs Bentonite

SG Vs Barite, Bentonite

15.62

15.625

15.63

15.635

15.64

15.645

15.65

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

Berat Barite, Bentonite

SBarite

Bentonite

Gambar 3.4Grafik SG Semen Vs Barite, Bentonite

3.5. Pembahasan

Densitas merupakan salah satu faktor yang sangat

diperhitungkan dalam penyemenan. Densitas semen ini berkaitan eratdengan tekanan hidrostatis karena berkaitan dengan rumus Ph = 0.052 x

x h yang mana densitas berbanding lurus dengan tekanan hidrostatik.

Semakin besar maka Ph juga semakin besar, begitu pula sebaliknya.

Tekanan hidrostatik ini yang mengendalikan fluida pada lubang bor.

Sehingga kesetimbangan tekanan tetap terjaga dan juga untuk mencegah

terjadinya kick. Namun jika densitasnya terlalu besar, maka formasi akan

pecah dan mengakibatkan loss circulation.

38


21/21

Pada percobaan ini diperagakan contoh pengendalian densitas

semen. Sebagai pengendalinya adalah zat additive. Zat additive yang

digunakan pada percobaan ini adalah barite dan bentonite. Dalam hal ini

digunakan zat additive barite dengan berbagai berat antara 0 gr sampai 2

gr dan bentonite dengan berbagai berat antara 0 gr sampai 5 gr, semen

yang digunakan 6000 gr dan airnya 191 ml.

Dari percobaan didapatkan densitas semen awal sebesar 15.6226

gr/cc dan ketika ditambah 2 gr barite naik menjadi 15.4628 gr/cc

sedangkan ketika ditambah 2 gr bentonite naik menjadi 15.6330 gr/cc.

Dari percobaan dapat dilihat bahwa penambahan bentonite

mengakibatkan densitas semen cenderung bertambah. Penambahan barite

cenderung menambah densitas. Namun kecenderungan bentonite itu secara

teoritis tidak tepat. Karena fungsi bentonite yaitu menurunkan densitas

semen. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan perhitungan.

3.6. Kesimpulan

- dari percobaan di peroleh harga SG antara 15.62 15.64 ppg

- dari percobaan di ketahui pula bahwa penambahan additive berupa

barite dan bentonite akan memperbesar harga SG pula.

- SG semen merupakan perbandingan antara berat air ditambah berat

semen ditambah berat additive dengan volume air ditambah volume

semen ditambah volume additive.

39

Bab 3 Pengujian Densitas Suspensi Semen Ok

Documents

Transcript of Bab 3 Pengujian Densitas Suspensi Semen Ok