Lumpur Pemboran Dalam Perminyakan

Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran (cutting). Lalu dengan berkembangnya pemboran, lumpur mulai digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur, zat-zat kimia ditambahkan dan akhirnya digunakan pula udara dan gas untuk pemboran walaupun lumpur tetap bertahan. Dalam sub bab ini tak akan dibahas fluida pemboran yang berupa udara dan gas. Secara  umum lumpur pemboran dapat dipandang mempunyai empat komponen atau fasa yaitu :

a.Fasa cair (air atau minyak)
b.Reactive solids, yaitu padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid (clay)
c.Inert solids (zat padat yang tak bereaksi)
d.Fasa kimia

Fungsi Lumpur Pemboran
Lumpur pemboran adalah faktor yang penting dalam pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada lumpur ini. Fungsi lumpur antara lain adalah :
  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. Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara
  6. Melepaskan pasir dan cutting di permukaan
  7. Menahan sebagian berat drill pipe dan casing (Bouyancy effect)
  8. Mengurangi efek negatif pada formasi
  9. Mendapatkan informasi (mud log, sample log)
  10. Media logging.
Sifat-Sifat Lumpur Pemboran
Komposisi dan sifat-sifat lumpur sangat berpengaruh pada pemboran. Perencanaan casing, drilling rate dan completion dipengaruhi oleh lumpur yang digunakan saat itu. Misalnya pada daerah batuan lunak pengontrolan sifat-sifat lumpur sangat diperlukan tetapi di daerah batuan keras sifat-sifat ini tidak terlalu kritis sehingga air biasapun kadang-kadang dapat digunakan. Dengan ini dapat dikatakan bahwa sifat-sifat geologi suatu daerah menentukan pula jenis lumpur yang harus digunakan. Berikut merupakan sifat-sifat dari lumpur prmboran yaitu :

1. Densitas dan Sand Content 
Lumpur sangat besar peranannya dalam menentukan berhasil tidaknya suatu operasi pemboran, sehingga perlu diperhatikan sifat-sifat dari lumpur tersebut, seperti densitas, viskositas, gel strength, atau filtration loss.
Densitas lumpur bor merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting, karena peranannya berhubungan langsung dengan fungsi lumpur bor sebagai penahan tekanan formasi. Adanya densitas lumpur bor yang terlalu besar akan menyebabkan lumpur hilang ke formasi (lost circulation), sedang apabila terlalu kecil akan menyebabkan "kick". Maka densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan dibor. Densitas lumpur dapat menggambarkan gradien hidrostatik dari lumpur bor dalam psi/ft. Tetapi di lapangan biasanya dipakai satuan ppg (pound per gallon) yang diukur dengan menggunakan alat yag disebut dengan mud balance.
Sementara sand content merupakan tercampurnya serpihan-serpihan formasi (cutting) ke dalam lumpur pemboran yang akan dapat membawa pengaruh pada operasi pemboran. Bertambahnya densitas lumpur yang tersirkulasi ke permukaan akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh karena itu setelah lumpur disirkulasikan harus mengalami proses pembersihan terutama menghilangkan partikel-partikel yang masuk ke dalam lumpur selama sirkulasi. Alat ini, yang biasanya disebut " Conditioning Equipment ".

2. Viskositas dan Gel Strength
Viskositas dan gel strength merupakan bagian yang pokok dalam sifat-sifat rheology fluida pemboran. Pengukuran sifat-sifat rheology fluida pemboran penting mengingat efektifitas pengangkatan cutting merupakan fungsi langsung dari viskositas. Sifat gel pada lumpur juga penting pada saat round trip sehingga viskositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik tidaknya suatu lumpur.
Berikut ini adalah beberapa istilah yang selalu diperhatikan dalam penentuan rheology suatu lumpur pemboran :
  • Viskositas plastik (plastic viscosity) seringkali digambarkan sebagai bagian dari resistensi untuk mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik.
  • Yield point adalah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya tarik-menarik antar partikel. Gaya tarik- menarik ini disebabkan oleh muatan-muatan pada permukaan partikel yang didispersi dalam fasa fluida.
  • Gel strength dan yield point keduanya merupakan ukuran dari gaya tarik menarik dalam suatu sistem lumpur. Bedanya, gel strength merupakan ukuran gaya tarik- menarik yang statik sedangkan yield point merupakan ukuran gaya tarik-menarik yang dinamik.
Harga gel strength dalam 100 lb/ft2 diperoleh secara langsung dari pengukuran dengan alat Fann VG. Simpangan skala penunjuk akibat digerakkannya rotor pada kecepatan 3 RPM, langsung menunjukkan harga gel strength 10 detik atau 10 menit dalam 100 lb/ft2.

3. Filtrasi dan Mud Cake
Ketika terjadi kontak antara lumpur pemboran dengan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel kecil melewatinya. Fluida yang hilang ke dalam batuan tersebut disebut "filtrate". Sedangkan lapisan partikel-partikel besar tertahan dipermukaan batuan disebut "filter cake". Proses filtrasi diatas hanya terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan positif ke arah batuan. Pada dasarnya ada dua jenis filtration yang terjadi selama operasi pemboran yaitu static filtration dan dynamic filtration. Static filtration terjadi jika lumpur berada dalam keadaan diam dan dynamic filtration terjadi ketika lumpur disirkulasikan.

Apabila filtration loss dan pembentukan mud cake tidak dikontrol maka ia akan menimbulkan berbagai masalah, baik selama operasi pemboran maupun dalam evaluasi formasi dan tahap produksi. Mud cake yang tipis akan merupakan bantalan yang baik antara pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud cake yang tebal akan menjepit pipa pemboran sehingga sulit diangkat dan diputar sedangkan filtrat yang masuk  ke formasi dapat menimbulkan damage pada formasi.

Jenis-Jenis Lumpur Pemboran
Klasifikasi lumpur bor terutama berdasarkan fasa fluidanya yaitu air (water base), minyak (oil base) atau gas.
1. Fresh Water Muds
Fresh Water Muds adalah lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan (kalau ada) kadar garam yang kecil (kurang dari 10000 ppm = 1% berat garam).

2. Salt Water Muds
Lumpur ini digunakan terutama untuk membor garam massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran air garam yang terbor. Filtrate lossnya besar dan mud-cakenya tebal bila tidak ditambah organic colloid, pH lumpur dibawah 8. Jika salt mudnya mempunyai pH yang lebih tinggi, fermentasi terhalang oleh basa. Suspensi ini bisa diperbaiki dengan penggunaan attapulgite sebagai pengganti bentonite.

3. Oil in Water Emultion Muds (Emulsion Mud)
Pada lumpur ini minyak merupakan fasa tersebar (emulsi) dan air sebagai fasa kontinyu. Jika pembuatannya baik, filtratnya hanya air. Sebagai dasar dapat digunakan baik fresh maupun salt water mud. Sifat-sifat fisik yang dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur, volume filtrat, tebal mud cake dan pelumasan. Segera setelah emulsifikasi, filtrate loss berkurang. Keuntungannya adalah bit yang lebih tahan lama, penetration rate naik, pengurangan korosi pada drill string, perbaikan pada sifat-sifat lumpur (viskositas dan tekanan pompa boleh/dapat dikurangi, water loss turun, mud cake turun dan tipis) dan mengurangi balling (terlapisnya alat oleh padatan lumpur) pada drill string. Viskositas dan gel lebih mudah dikontrol bila emulsifiernya juga bertindak sebagai thinner.

4. Oil Base dan Oil Base Emulsion Mud
Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinyunya. Komposisinya diatur agar kadar airnya rendah (3 - 5% volume). Relatif lumpur ini tidak sensitif terhadap kontaminan. Tetapi airnya adalah kontaminan karena memberi efek negatif bagi kestabilan lumpur ini. Untuk mengontrol viskositas, menaikkan gel strength, mengurangi efek kontaminasi air dan mengurangi filtrate loss, perlu ditambahkan zat-zat kimia. Manfaat oil base mud didasarkan pada kenyataan bahwa filtratnya adalah minyak karena itu tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif baik terhadap formasi biasa maupun formasi produktif. Kegunaan terbesar adalah pada completion dan workover sumur. Kegunaan lain adalah untuk melepaskan drill pipe yang terjepit, mempermudah pemasangan casing dan liner.

5. Gaseous Drilling Fluid
Digunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering. Dengan gas atau udara dipompakan pada annulus, salurannya tidak boleh bocor. Keuntungan cara ini adalah penetration rate lebih besar, tetapi adanya formasi air dapat menyebabkan bit balling (bit dilapisi cutting/padatan-padatan) yang merugikan. Juga tekanan formasi yang besar tidak membenarkan digunakannya cara ini. Penggunaan natural gas membutuhkan pengawasan yang ketat pada bahaya api. Lumpur ini juga baik untuk completion pada zone-zone dengan tekanan rendah. Suatu cara pertengahan antara lumpur cair dengan gas adalah aerated mud drilling dimana sejumlah besar udara (lebih dari 95%) ditekan pada sirkulasi lumpur untuk memperendah tekanan hidrostatik (untuk lost circulation zone), mempercepat pemboran dan mengurangi biaya pemboran. 

Aditif Lumpur Pemboran
Aditif merupakan bahan kimia yang ditambahkan ke dalam sistem lumpur untuk mengontrol sifat fisik lumpur pemboran. Adapun jenis-jenis dari aditif tersebut diantaranya adalah :

1.Fluid Loss Control Agent, digunakan untuk : 
  • Menjaga integritas lubang
  • Melindungi shale yang sensitif terhadap air
  • Meminimalkan hole washout untuk mencapai casing-cement job yang lebih baik
  • Mengurangi fluid loss dalam formasi produktif
  • Mengurangi problem analisa log
  • Meminimalkan kerusakan formasi. 
Berikut merupakan jenis-jenis fluid loss control agent  : 
  • Wyoming Bentonite
  • Starch (Pregelantized)
  • Sodium Carboxymethylcellulose (CMC)
  • Acrylonitrite (Cypan)
  • X-C Polymer
  • Ben-Ex
  • Lignins, Tannins, dan Lignosulfonates
  • Diesel Oil
  • Thermex
  • Baranex
2.Thinner (Pengencer)
Fungsi thinner yaitu untuk menurunkan viskositas dan densitas lumpur pemboran. Jenis-jenis thinner yaitu :  
  • Thinner (dispersant)
  • Air
  • Phosphates
  • Lignins
  • Tannin
  • Lignosulfonates
  • XP-20/Spersence System
  • XP-20
  • Spersene
  • CC-16 
3. Bahan-bahan Pemberat (Weighting Material)
Material pemberat adalah bahan-bahan yang mempunyai specific gravity tinggi yang ditambahkan kedalam cairan untuk menaikkan densitas fluida. Biasanya, material pemberat ditambahkan kedalam lumpur pemboran untuk mengontrol tekanan formasi. Contohnya yaitu :
  • Barite (Barium Sulfate)
  • Bentonite
  • Galena
  • Calsium Carbonate

Subscribe Untuk Mendapatkan Updata Artikel

loading...

0 Response to "Lumpur Pemboran Dalam Perminyakan"

Post a Comment