RSS

Resume Moore – Drilling Practice Manual (chapter V)

17 May

Resume Moore – Drilling Practice Manual
Chapter V Drilling Muds

Lumpur pemboran mulai digunakan pada pemboran rotary drilling pada tahun 1900 an. Pada mulanya lumpur pemboran hanya ditujukan untuk mengangkat cutting ke permukaan melalui sirkulasi. Namun semakin dengan perkembangan zaman lumpur tidak hanya berfungsi untuk itu melainkan banyak fungsi lain yang akan dijelaskan berikut ini. Untuk tujuan ini maka berbagai macam additive yang kompleks ditambahkan agar sesuai dengan kriteria lumpur yang diinginkan. Fungsi lumpur pemboran antara lain:

1.    Mengangkat cutting ke permukaan,
fungsi ini merupakan fungsi paling essensial dari lumpur. jika viskositas dan densitas lumpur kurang maka cutting akan jatuh kebawah dan ini merupakan hal yang dihindari. Terkadang karena diameter hole yang besar dan juga karena keterbatasan rate pompa maka viskositas perlu ditambah untuk menjaga lubang bor tetap bersih. Namun, tetap dipertimbangkan efek-efek yang akan terjadi akibat penambahan viskositas ini. Semisal dengan penambahan viskositas atau thickening  maka pressure loss akan semakin besar dan kemungkinan terjadi loss juga semakin besar.

2.    Mengontrol tekanan formasi
Dengan densitas mud yang tepat maka efek negatif yang ditimbulkan akibat ketidaknormalan tekanan formasi dapat dihindarkan. Jika tekanan formasi tinggi maka densitas mud juga harus dapat mengimbangi tekanan tersebut dan jika tekanan formasi rendah maka densitas lumpur juga disesuaikan. Jadi intinya mengontrol tekanan formasi yaitu menghindari terjadinya kick dan loss circulation.

3.    Melubrikasi dan mendinginkan drillstring
Lubrikasi juga merupakan sifat penting yang harus dimiliki oleh lumpur pemboran karena dapat memperpanjang umur peralatan, sehingga menghemat biaya pemboran. Pada umumnya OBM memiliki lubrisitas yang lebih baik, namun sekarang additive seperti detergen ditambahkan dalam waterbase untuk meningkatkan lubrisitasnya.

4.    Membersihkan bottom hole
Untuk dapat membersihkan dasar sumur maka lumpur mengalirkan dengan shear rate yang tinggi dan juga diperlukan viskositas yang cukup.

5.    Membantu formation evaluation
Adanya lumpur dalam lubang bor akan mempengaruhi pengambilan data seperti logging. Oleh karena itu terkadang special fluids ditambahkan kedalam lumpur untuk meningkatkan pembacaan logging. Mud cake yang terlalu tebal juga dihindari karena dapat menyusahkan analisa sidewall coring.

6.    Melindungi formasi produksi
Fluida asing maupun filtrate lumpur yang masuk dalam formasi dapat menurunkan produktivitas dari formasi maka lumpur dapat didesign agar dapat mengurangi efek ini semisal dengan penambahan fluid loss atau dengan menggunakan OBM, terutama pada zona gas karena efeknya akan jauh lebih besar.

7.    Menjaga kestabilan formasi
Kestabilan formasi terkait dengan swelling clay dan zona garam. Jadi untuk menghindari terjadinya pelarutan garam di lumpur atau swelling pada clay maka penambahan addtive dilakukan (potassium, asphaltic, calcium compounds atau OBM).

Komposisi lumpur

Komposisi lumpur terdiri dari solid dan liquid, solid bisa bermacam-macam sesuai dengan desain, sedangkan liquid berupa fresh water, salt water atau oil. Penggunaan liquid diatas memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Seperti fresh water akan meningkatkan formation evaluation, murah, mudah dikontrol namun dapat menyababkan swelling pada clay. Salt water digunakan jika menemui formasi yang konsentrasi garamnya tinggi. Ada banyak kekurangan menggunakan salt water yaitu mengurangi keakuratan evaluasi formasi, dapat menimbulkan pengendapan garam hanya karena penurunan suhu, yield bentonite turun, cost nya tinggi dan meningkatnya korosi. Untuk penggunaan oil sebagai liquid memiliki kelebihan seperti tidak menyebabkan swelling sehingga pay zone tidak terganggu, tingkat korosi rendah, mengurangi drag dan torque dan pipe sticking karena lubrisitas tinggi. Sedangkan kekurangannya yaitu costnya cukup mahal, efektif pada temperatur yang relatif rendah, dapat menyebabkan pencemaran lingkungan, mengurangi kenyamanan pekerja, dibutuhkan tekanan sirkulasi yang lebih besar dan gas dari kick sulit dikontrol karena kelarutan gas dalam oil cukup tinggi.

Pada water base mud solid yang digunakan meliputi low dan high gravity, dengan low gravity dibedakan menjadi dua lagi yaitu nonreaktif dan reaktif solids. Non-reaktif merupakan padatan yang tidak bereaksi terhadap lingkungan. Solid yang diinginkan dalam lumpur ukurannya tidak lebih dari 74 mikron sesuai dengan ketentuan API, solid yang berukuran besar dapat menyebabkan masalah abrasif dan menambah tekanan sirkulasi. Reaktif solid pada lumpur umumnya berupa clay seperti sodium monmorillonite(untuk fresh water), attapulgite (untuk salt mud). Reaktif solid akan terhidrasi atau yang biasa disebut swelling, nilai swelling ini tergantung dari luas permukaan partikel dan jumlah air yang dapat diikat oleh clay tersebut. Hal tersebut terkait dengan yield, clay yield merupakan jumlah barrel mud yang dapat dihasilkan untuk membuat lumpur berviskositas 15cp dengan menggunakan 1 ton (2000lb) clay kering.
Nilai kapasitas dari clay untuk swelling juga terkait dengan ion yang terikat dengan clay tersebut. Semisal yield bentonite akan turun jika ion seperti kalsium, magnesium dan potassium ditambahkan dalam lumpur. kalsium sering digunakan dalam lumpur untuk mencegah swelling pada clay di formasi lumpur ini disebut lime , gyp dan calcium chloride system. Hampir semua jenis lumpur dapat dikonversi menjadi lime mud dengan menambahkan ion kalsium dan menaikkan pH lumpur hingga sekitar 12. pH juga merupakan propertis lumpur yang diperhatikan, biasanya pH pada lumpur dijaga cukup tinggi dengan alasan agar tingkat korosi rendah, dapat mengaktifasi organik thinner, menyetabilkan temperatur, meningkatkan level toleransi terhadap high solid contents, dan mereduksi kontaminan. Untuk menjaga agar pH tinggi (diatas 11) maka penambahan caustic soda umumnya dilakukan. Mengukur pH di lapangan menggunakan color strip charts namun hasilnya masih kasar, untuk lebih akuratnya digunakan pHmeter. Metode yang masih terkait adalah pengukuran alkalinitas dengan prinsip menggunakan asam (ion hidrogen) untuk menetralisir hidroxyl ion (OH ). Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah  H+ + CO3- –> HCO3- dan HCO3- + H+ –> H2O + CO2 .

 
Leave a comment

Posted by on May 17, 2012 in pemboran

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: