Lumpur Pemboran

Syafran Hadi

OutlineKomponen Lumpur Pemboran Hidrasi Bentonite Fungsi Lumpur Pemboran Sifat-Sifat Lumpur Pemboran Aditif-Aditif Lumpur Pemboran Peralatan-Peralatan Lumpur Pemboran

Komponen Lumpur PemboranFasa Cair Reactive Solids Inert Solids Fasa Kimia

Hidrasi BentoniteHidrasi bentonite terbentuk dalam lembaran-lembaran silica dan alumina dengan aturan yang berbeda-beda untuk membentuk lapisan dari masing-masing mineral clay.

Hidrasi BentoniteTiga model ikatan lempeng :Tepi dengan tepi (edge to edge) Tepi dengan muka (edge to face) Muka dengan muka (face to edge)

Cara penggabungan lempeng :Dispersi Aggregasi Flokulasi Deflokulasi

Fungsi Lumpur PemboranPengangkatan cutting ke permukaan Mendinginkan dan melumas bit dan drill string Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake Mengontrol tekanan formasi Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara

Fungsi Lumpur PemboranMelepaskan pasir dan cutting di permukaan Menahan sebagian berat drill pipe dan casing (bouyancy effect) Mengurangi efek negatif pada formasi Media Logging

Sifat - Sifat Lumpur PemboranDensitas Sand Content Viskositas Gel Strength Filtrasi dan Mud Cake Pelumasan

Densitas LumpurDensitas lumpur berhubungan dengan pengaturan tekanan pada saat pemboran dilakukan Densitas terlalu besar akan menyebabkan loss sedangkan terlalu kecil menyebabkan kick

Sand ContentMerupakan persen volume dari partikelpartikel dengan diameternya lebih besar dari 74 Mikron

Vs n = 100 Vmdi mana : n = Kandungan pasir, % Vs = Volume pasir dalam lumpur, bbl Vm = Volume lumpur, bbl

Sand ContentAdanya sand content akan menyebabkan penambahan densitas dan bersifat abbrasive.

Viskositas dan Gel StrengthViskositas adalah hambatan atau kekentalan lumpur jika dialirkan Gel strength adalah kemampuan lumpur untuk membentuk gel ketika sirkulasi dihentikan

Viskositas dan Gel StrengthFluida Non-Newtonian merupakan fluida yang mempunyai viskositas tidak konstan, bergantung pada besarnya geseran (shear rate) yang terjadi

Viskositas dan Gel StrengthFluida Non-Newtonian memiliki modelmodel rheology Bingham Plastic, Power Law, dan Modified Power Law

Viskositas dan Gel StrengthPengukuran viskositas yang sederhana menggunakan alat Marsh Funnel

Viskositas dan Gel StrengthViskositas lumpur terlalu besar: Rate of Penetration (ROP) akan turun. Semakin tinggi viskositasnya, semakin besar friksi yang ditimbulkan oleh lumpur, sehingga laju penembusan atau ROP turun. Pressure loss tinggi, semakin kental lumpur, friksi yang ditimbulkan akan semakin tinggi, sehingga pressure loss tinggi. Terjadi kesukaran dalam pemisahan gas dan cutting di permukaan, karena cutting cenderung terikat kepada lumpur. Pressure Surges yang berhubungan dengan loss circulation dan swabbing yang berhubungan dengan blow out.

Viskositas dan Gel StrengthViskositas lumpur terlalu kecil: Cutting dapat terendapkan dalam sumur, sehingga dapat mengganggu dan merusak perputaran bit. Hal ini disebut bit bailing. Cutting sulit terangkat ke permukaan karena slip velocity yang besar.

Viskositas dan Gel StrengthGel strength terlalu besar: Pemompaan terlalu berat saat sirkulasi akan dijalankan Sulit melepaskan cutting dipermukaan Daya pakai ( umur ) lumpur yang tidak lama Gel strength terlalu kecil: Cutting akan jatuh saat sirkulasi dihentikan .

Filtrasi dan Mud cakeAdanya perbedaan tekanan positif ke arah batuan menyebabkan terjadinya proses filtrasi Fluida yang hilang ke dalam batuan tersebut disebut "filtrate". Sedangkan lapisan partikel-partikel besar tertahan dipermukaan batuan disebut mud cake

Filtrasi dan Mud cakeFiltration Loss terlalu besar: Menimbulkan kerusakan pada formasi (formation damage). Mud cake terlalu tebal sehingga dapat menjepit pipa pemboran, akibatnya, pipa akan sulit diangkat dan diputar. Terjadi kesulitan dalam melakukan logging, karena terlalu banyak media yang hilang.

Filtrasi dan Mud cakeFiltration Loss terlalu kecil: Mud cake terlalu tipis sehingga kurang baik sebagi bantalan drill pipe. Tidak dapat melindungi sumur pemboran dari kemngkinan blow out akibat mud cake yang terlalu tipis.

Sifat PelumasanKemampuan lumpur untuk melumasi bagian alat-alat pemboran yang saling bersinggungan atau bergesekan pada saat pemboran berlangsung Gesekan-Gesekan yang mungkin terjadi pada saat operasi pemboran : - Metal to Metal - Metal to Mineral - Mineral to Mineral

Sifat PelumasanSifat pelumasan yang baik diperlukan untuk : - memperpanjang umur peralatan - melawan efek side wall sticking - menurunkan efek drillpipe torque dan drillpipe drag Prinsip pengujian terhadap sifat pelumasan lumpur pemboran menggunakan Extreme Pressure Lubricity Tester

Aditif-Aditif Lumpur PemboranFluid Loss Control Thinner (Pengencer) Thickner Bahan-bahan Pemberat (Weighting Material) Pengatur pH (pH Adjuster) Lost Circulation Materials

Fluid Loss ControlAditif lumpur yang digunakan untuk mengontrol fluid loss.

Contoh:Wyoming Bentonite, Starch (Pregelantized), Sodium Carboxymethylcellulose CMC, X-C Polymer, crylonitrite (Cypan), Ben-Ex, Lignins, Tannins, Lignosulfonates, Diesel Oil, Thermex, Resinex, Baranex

Thinner (Pengencer)Merupakan senyawa (agent) yang berfungsi menurunkan viskositas fluida pemboran. Contoh: Air, Phosphates, Lignins, Tannin, CC-16, Lignosulfonates, XP-20/Spersence System, Spersene

Thicknerzat-zat kimia yang digunakan untuk menaikkan viskositas Contoh : CMC, Stach, beberapa senyawa polimer

Bahan-bahan Pemberat (Weighting Material)aditif-aditif yang berfungsi untuk meningkatkan densitas dari lumpur pemboran Contoh :Barite (Barium Sulfate), Galena, Calsium Carbonate, Brine Solution, Hematite, Ilmenite, Pasir

Pengatur pH (pH Adjuster)Karena beberapa aditif lumpur pH-nya rendah dan karena pengoperasian optimum range pH sistem lumpur, sehingga pada suatu saat perlu menambahkan bahan-bahan yang akan merubah pH sistem lumpur. Contoh: Sodium Hydroxide (Caustic soda), Potassium Hydroxide, Calcium Hydroxide.

Lost Circulation Materialsmerupakan material yang ditambahkan baik untuk mencegah lost circulation Contoh : Fibrous Materials, Walnut Shells dan Ground Mica, Cellophane Flakes, Barite dan Bentonite

Peralatan-Peralatan Lumpur PemboranPeralatan Pembuatan Lumpur Pemboran Peralatan Sirkulasi Lumpur Pemboran Peralatan Pembersih Lumpur Pemboran

Peralatan Pembuatan Lumpur PemboranBulk storage Bulk storage

Sack storage Mud pit Mixing pump Mixing hopper

Bulk surge tank Mixing hopper

MUD PIT

MIXING HOPPER

SACK STORAGE

BULK STORAGE

BULK SURGE TANK

Peralatan Sirkulasi Lumpur Pemboran

Mud pit

Mud pump

Surface equipment

Drillstring

Contaminant removal

Flowline

Annulus

Bit

MUD PUMP

SURFACE EQUIPMENT

DRILLSTRING

Casing

Drillpipe

Peralatan Pembersih Lumpur PemboranFlowline ditch Shaker header Scalper Shale shaker

Sand trap Settling tank Mud pit

Peralatan Pembersih Lumpur PemboranPeralatan tambahan yang diperlukan apabila kita menggunakan oil based mudShale shaker /scalper Auger Cutting dryer

Mud pit

Centrifuge

SCALPER

SHALE SHAKER

SAND TRAP

AUGER

CUTTING DYER

CENTRIFUGE

TERIMA KASIH