Tuesday, January 20, 2009
data seminar"LUMPUMPUR PEMBORA.TEKNIK PERMINYAKAN
1.JUDUL
PERENCANAAN LUMPUR PEMBORAN BERDASARKAN KARAKTERISTIK BATUAN DAN KONDISI FORMASI YANG DITEMBUS.

1.LATAR BELAKANG
Di dalam pekerjaan pemboran, pengaruh karakteristik dan kondisi formasi terhadap perencanaan dalam penggunaan lumpur bor (drilling fluid) merupakan hal yang sangat perlu diperhatikan dalam mencapai suatu keberhasilan dalam operasi pemboran. Lumpur bor sangat berpengaruh terhadap kemampuan lapisan produktif yang berkaitan dengan produktifitas formasi, sedangkan produktifitas formasi juga banyak dipengaruhi oleh kerakteristik formasi reservoir suatu lapangan. Dengan demikian keterkaitan anatara lumpur pemboran dan karakteristik formasi reservoir merupakan suatu sistem siklus yang saling berhubungan. Oleh karena itu identifikasi reservoir yang akan ditembus, terutama yang berkaitan dengan karakteristik batuan maupun fluida reservoir dan kondisi reservoir bawah permukaan harus mutlak diketahui. Dalam hal ini pemakaian lumpur pemboran yang sesuai akan mengurangi efek gangguan-gangguan yang timbul selama pemboran, yang nantinya diharapkan akan dapat hasil yang optimal.
Komposisi lumpur bor terdiri dari komponen cair, yaitu air, minyak atau campuran keduanya, komponen padat yang terdiri dari padatan yang tidak bereaksi (inert solid) dan padatan yang bereaksi (reactive solid) dan additive yaitu material-material campuran lain yang ditambahkan ke dalam lumpur dimaksudkan untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur pemboran sehingga dapat digunakan sesuai dengan fungsi serta memperkecil kemungkinan atau mengatasi problem akibat pemakaian lumpur pemboran tersebut tanpa menimbulkan perubahan-perubahan sifat fisik maupun kimia reservoir akibat kontaminasi lumpur itu sendiri. Didalam pemilihan fluida pemboran mempertimbangkan faktor-faktor meliputi jenis batuan formasi, tekanan, temperatur, kerapuhan formasi dan jenis kandungan clay maupun garam dan efek lainnya.
Tekanan fluida formasi yang akan ditembus umumnya adalah sekitar 0.465psi/ft. Pada tekanan formasi normal, air dan padatan pemboran telah cukup untuk menahan tekanan formasi ini. Jika tekanan hodrostatik lumpur melebihi tekanan formasi (kondisi formasi yang sub-normal), maka akan mengakibatkan hilangnya sebagian atau bahkan seluruh lumpur pemboran pada saat sirkulasi masuk ke dalam formasi yang dibor. Kerugian dari hilangnya lumpur dan menyebabkan terjadinya semburan liar (blow out) dan tidak didapatinya cutting untuk sample log, sehingga lumpur dapat mengontrol tekanan formasi. Selain itu, pada lapisan formasi yang permeable, lumpur akan membentuk lapisan zat padat tipis yang disebut mud cake. Jika dinding mud cake tidak terlalu tebal dapat mencegah terjadinya hilangnya lumpur yang masuk ke dalam formasi, karena filtrat yang tertinggal di dinding formasi akan menahan aliran fluida pemboran. Sedangkan jika dinding mud cake terlalu tebal dapat menyebabkan terjepitnya pipa pemboran (sticking) dan berpengaruh terhadap perencanaan volume semen dalam operasi penyemenan, karena sebagian volume semen terisi atau didesak oleh tebal dinding mud cake. Sehingga peranan kondisi formasi sangat mempengaruhi terhadap perencanaan lumpur pemboran.
Sehingga disini permasalahan yang harus dipelajari dan diketahui adalah pengaruh karakteristik batuan dan kondisi reservoir berkaitan dengan perencanaan lumpur pemboran yang sesui.

2.MAKSUD DAN TUJUAN
Dapat memilih dan menentukan lumpur pemboran yang sesui dengan karakteristik dan kondisi formasi yang akan ditembus dengan tujuan pencapaian keselamatan kerja dan optimasi operasi pemboran dengan produktifitas maksimum.






3.TINJAUAN PUSTAKA
4.1.Kondisi-kondisi yang Mempengaruhi Perencanaan Lumpur Pemboran
Kondisi-kondisi disini merupakan suatu keadaan yang mungkin timbul dan sangat mempengaruhi proses pemboran, terutama yang berkaitan dengan perencanaan lumpur pemboran. Dengan kata lain dapat disebut sebagai jenis-jenis permasalahan pemboran yang disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain bisa disebabkan oleh pengaruh karakteristik batuan dan kondisi formasi atau bisa juga disebabkan oleh proses-proses pemboran itu sendiri. Sehingga sebelumnya diperlukan suatu study secara menyeluruh tentang sifat-sifat maupun perilaku formasi yang akan ditembus juga akibat-akibat yang mungkin timbul selama dilakukannya proses pemboran dalam rangka optimasi dari fungsi lumpur pemboran yang sesuai dengan kondisi-kondisi lapangan yang sebenarnya.
Berdasarkan pada pengaruh utama dari kondisi yang berperan terhadap perencanaan lumpur pemboran, maka dapat dikelompokkan menjadi dua jenis kondisi, yaitu yang dipengaruhi oleh karakteristik batuan dan yang dipengaruhi oleh proses pemboran.

4.1.1.Pengaruh dari Karakteristik Batuan dan Kondisi Formasi
Tekanan abnormal sumur.
Fluida yang terkandung formasi bawah permukaan sangat dipengaruhi oleh kondisi tekanan kolom dari air formasi hingga ke permukaan sumur yang biasa disebut dengan tekanan hidrostatik kolom. Sumur yang memiliki bottom-hole pressure dapat diartikan sebagai gradient tekanan yang dapat didesain terhadap penambahan densitas fluida pemboran untuk setiap satuan penambahan kedalaman, yang kemudian disebut sebagai tekanan normal. Selaian itu juga banyak ditemukan adanya sumur yang memiliki kedalaman yang besar dengan bottom-hole yang berlebihan, gradient tekanan tidak normal atau abnormal pressure atau over-pressured atau geo-pressure. Secara umumnya tekanan abnormal didefinisikan sebagai tekanan fluida yang disebabkan karena memiliki berat kolom (akibat tekanan oberburden) yang berlebihan dibandingkan berat fluida mula-mula dalam keadaan statis, hal ini disebabkan oleh keluarnya air formasi dari pori-pori lapisan shale selama proses kompaksi yang dipengaruhi oleh lapisan lithologi diatasnya. Untuk kondisi tekanan normal selama pemboran berat lumpur yang diperlukan berkisar 9.5 ppg, untuk memberikan safety factor yang memadai dalam menangkal blowout.
Secara teoritis penyebab terjadinya tekanan abnormal yang tinggi karena ketidakmampuan formasi dalam menahan tekanan overburden tanpa adanya kompaksi yang cukup. Packing formasi mengahasilkan pendesakan terhadap volume fluida yang terkandung dalam rongga pori terutama pada lapisan shale yang berdekatan dengan lapisan permeable sand yang mengandung fluida pada tekanan tinggi, dan jika tanpa adanya pengaliran fluida, tanpa dibatasi oleh lapisan lithologi (seperti hasil deposisi CaCO3) atau lapisan impermeable atau oleh fault, maka yang terjadi adalah tekanan akan bertambah besar. Kesimpulannya diperlukan seal (dapat terbentuk dari deposition dan faulting) sebagai perangkap agar tekanan tidak naik menghambur atau berkembang menjangkau zona tekanan normal.
Lumpur pemboran harus memberikan tekanan hidrostatik untuk menyeimbangkan tekanan pori formasi agar mampu membatasi influx dari fluida formasi yang masuk ke dalam lubang sumur. Pemboran overbalanced adalah suatu kondisi pemboran dimana tekanan formasi terdesak oleh kolom lumpur yang berlebihan atau terlalu besar. Sedangkan pemboran underbalanced adalah suatu gambaran umum tentang kondisi pemboran dimana tekanan kolom lumpur lebih kecil dibandingkan dengan tekanan formasinya. Untuk dapat mengontrol tekanan subsurface tersebut, maka konsep tekanan harus dipahami. Tekanan overburden berasal dari kombinasi tahanan dari matrix padatan formasi dan fluida interstitial (minyak, gas dan atau air) batuan formasi. Konsep ini diringkaskan dalam bentuk matematik sebagai berikut :

dimana po adalah tekanan overburden (lb/sq ft), D adalah kedalaman kolom (ft),  adalah porositas (fraksi), rm adalah tahanan spesifik dari matrix batuan (lb/cu ft) dan if adalah tahanan spesifik dari fluida interstitial yang berada dalam rongga pori (lb/cu ft). Tekanan formasi, yang merupakan perbedaan tekanan antara stress total overburden dengan stress antar grain, terjadi pada fluida yang berada pada pori formasi. Secara umum tekanan formasi sebanding dengan tekanan hidrostatik disepanjang kolom borehole dari top water table sampai formasi subsurface. Beberapa tekanan formasi terkadang lebih besar daripada tekanan hidrostatik yang dikenal dengan tekanan formasi abnormal. Salah satu dari beberapa faktor yang mempengaruhi perencanaan lumpur pemboran berdasarkan fungsinya adalah sifat fisik berat jenis atau densitasnya. Berdasarkan tekanan hidrostatik yang bekerja pada kolom berkaitan dengan densitas lumpur dapat dihitung dengan persamaan :

Dari persamaan diatas densitas lumpur merupakan variable yang dapat disesuaikan untuk harga-harga tertentu untuk tujuan mengontrol tekanan hidrostatik terhadap tekanan formasi. Disini fungsi lumpur untuk menaikkan densitas sangat diperlukan agar deviasi tekanan abnormal dari tekanan normal dapat direduksi atau sebagai penyeimbang (berat lumpur yang dianjurkan sebesar 18 ppg) dalam mencapai kondisi safe. Sehingga takanan abnormal berpengaruh terhadap perencanaan densitas dan volume lumpur yang akan dipergunakan terutama berkaitan dengan penentuan spesific gravity lumpur.
Kandungan shale dan clay.
Sebenarnya masalah kandungan shale tidak menunjukkan adanya kontaminasi pada lumpur tapi menunjukkan adanya resiko permasalahan yang cukup serius terutama jika terjadi kontak dengan air hidrat, terjadilah swelling, disintegrasi dan runtuhan formasi yang dapat menjepit pipa. Sekarang permasalahan shale juga bersumber dari proses non-hidrasi shale, akibat penetrasi fracture oleh lumpur atau mud filtrat, atau gaya tekanan overburden shale dalam lubang sumur. Fenomena hidrasi yang disebabkan oleh interaksi antara lumpur pemboran dengan formasi argillaceous menimbulkan suatu ketidakstabilan lubang sumur, dimana air diadsorpsi oleh permulaan clay karena terjadi pertukaran kation, yang menyebabkan bertambahnya volume bulk batuan. Sedangkan jika lumpur berinteraksi dengan clay, maka akan menyebabkan swelling pressure.
Beberapa bentuk ketidakstabilan lubang sumur kebanyakan disebabkan oleh interaksi antara lumpur pemboran dengan formasi argillaceous yang berkaitan dengan fenomena hidrasi. Fenomena tersebut digambarkan dengan adanya sejumlah air yang diadsorbsi oleh clay dalam dua mekanisme, yaitu adsorbsi lapisan monomolekuler oleh air pada permukaan dari sela-sela kristal clay dan proses osmosi swelling yang merupakan hasil adanya konsentrasi ion yang tinggi karena terjadinya tenaga elektrostatis di sekitar permukaan clay tertentu (misalnya sodium monmorillonite). Air semakin bertambah, maka volume bulk batuan akan mengalami pertambahan walaupun relatif kecil dan terus akan mengembang. Jika suatu dry clay diberikan akses air, maka yang akan terjadi adalah timbulnya tekanan swelling, dimana keadaan clay yang sebelumnya sudah setimbang dengan free water terjadi tekanan swelling. Tekanan swelling berkaitan juga dengan tekanan vapor clay untuk setiap akses volume air, yang dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

dimana T adalah temperature absolute (°K), V adalah volume molar persial air, sedangkan R adalah konstanta gas (liter atmospheres/mole °K) dan p/po adalah tekanan relatif vapor air dalam keadaan setimbang dalam shale.
Dari beberapa kasus, masalah keberadaan kandungan shale dapat diatasi dengan penggunaan inert mud. Karena pada permasalahan ini diperlukan pemilihan tipe lumpur berdasar pada fungsinya untuk mengatasi kontaminasi yang disebabkan oleh kandungan formasi yang ditembus yaitu tipe lumpur yang tidak bereaksi atau dengan menambahkan zat-zat lainnya pada lumpur dengan tujuan untuk mereduksi efek lanjut dari proses dispersi dan hidrasi partikel clay. Usaha-usaha tersebut antara lain :
1.Menggunakan tipe lumpur monovalent salt dengan kandungan sodium chloride untuk mencegah reaksi hidrasi dan dipersi clay karena sifat sodium chloride menyerap ion-ion positif dari permukaan yang terhidrasi.
2.Menggunakan tipe lumpur polyvalent salt dengan kandungan senyawa calcium karena bersifat netral atau alkaline yang inert sehingga tidak terjadi proses hidrasi pada permukaan clay dengan lumpur pemboran.
3.Menggunakan tipe lumpur organic absorbent yang didesign untuk meredukasi efek negative dari clay, antara lain yang digunakan adalah chrome lignosulfonates dan nonylphenols.
Lost returns.
Lost return merupakan hilangnya sebagian volume lumpur pemboran yang memasuki borehole yang memiliki formasi dengan porositas yang sangat tinggi, lumpur akan mengisi ruang pori-pori formasi tersebut. Permasalahan lost returns seringkali pada proses pemboran, dimana kepelikan permasalahan ini sebanding dengan terjadinya rate loss walaupun range dari jumlah loss-nya relatif kecil jika dikatakan sebagai lost circulation. Sementara itu tidak mungkin memberikan suatu gambaran eksak pada berbagai kondisi lingkungan tempatnya, karena harga maksimum mud loss yang dapat ditoleransi tanpa ada perubahan program lumpur adalah sebesar satu barrel per jam dan jika mud loss melebihi harga kuantitas ini maka biasanya akan dilakukan koreksi pengukuran. Lost returns dapat berkembang menjadi loss circulation jika terjadi pada formasi pasir yang porous dan formasi gravel pada kedalaman yang cukup dangkal yaitu sekitar 1000 ft. Sedangkan pada formasi batuan terdapat gua-gua limestone yang ditemukan pada kedalaman yang sama, tetapi celah batuan dan pecahan formasi ditemukan disepanjang lubang bor, termasuk juga pada formasi produktif karena adanya pengangkatan (lifting) oleh lumpur dan pompa tekanan di permukaan.
Kondisi-kondisi yang mendukung terjadinya loss returns antara lain :
1.Formasi yang memiliki ukuran pori terbuka melebihi ukuran partikel dari screen mud.
2.Formasi unconsolidated yang dapat dengan mudah pecah atau yang memiliki permeabilitas melebihi 14 darcy.
3.Formasi yang memiliki lubang (vugular) dan gua-gua (cavernous).
4.Formasi yang memilki induced fracture akibat tekanan sirkulasi lumpur berdensitas tinggi.
5.Formasi yang memiliki natural fracture dan adanya penggeseran patahan (fault ).
Beberapa usaha-usaha preventif untuk menanggulangi masalah ini adalah dengan cara menurunkan densitas lumpur dan menurunkan viskositas dan gel strength lumpur. Sehingga disini sesuai dengan fungsi lumpur pemboran untuk mengatasi mud loss yang duipengaruhi formasi subsurface dengan mengontrol sifat fisik lumpur pemboran. Hal ini sangat penting untuk membedakan antara densitas lumpur saat terukur di permukaan dengan kondisi sebenarnya di bawah permukaan ketika pemboran menjumpai formasi rapuh. Densitas di annulus akan berjumlah lebih besar dibandingkan pengukuran lumpur di permukaan, khususnya ketika rate penetrasi dan sifat aliran (terutama viskositas dan gel strength) sangat besar. Tapi untuk optimasi downhole densitas lumpur saat sirkulasi harus lebih besar dari tekanan formasi yaitu sekitar 0.2 – 0.4 lb/gal, hal ini juga akan memepermudah dilakukannya pencabutan drillstring tanpa swabbing dan memeperoleh penetration yang bagus serta mengurangi kemungkinan resiko sticking. Usaha-usaha lain untuk mengatasi masalah ini yaitu dengan menggunakan material pencegah, dengan standard requirement :
1.Material harus mampu membentuk mud-tight seal.
2.Seal harus kuat dan tidak mudah rusak atau hilang.
3.Material tidak menyebabkan drillpipe terjepit (sticking).
4.Material tidak menyebabkan kerusakan zona produktif.
Pada umumnya lumpur ditambahkan material sealing agent tipe fibrous material, flaky material dan granular material atau penggabungan dari ketiga-tiganya. Sedangkan pemberian semen, untuk melindungi lapisan formasi, dapat berhasil jika titik lost returns telah diketahui.
Temperatur tinggi.
Temperatur bottom-hole memiliki range antara 80° sampai 460° F. Umumnya temperatur akan naik dengan bertambahnya kedalaman sumur, meskipun gradient temperatur sangat bervariasi. Kehilangan panas lumpur ke atmosfer selama di permukaan menyebabkan lumpur menjadi lebih dingin daripada batuan formasi dan hal ini berlangsung terus selama proses sirkulasi. Sifat rheologi lumpur pemboran pada kondisi bawah permukaan akan sangat berbeda dengan yemperatur terukur di permukaan. Temperatur sangat bergantung pada gradient geothermal, dan akan mungkin berharga lebih dari 500°F atau 260°C saat berada di bawah permukaan selama dilakukan kegiatan round trip. Dan meskipun temperature layak untuk dipertimbangkan terhadap rheologi lumpur, namun sulit sekali diprediksi signifikasi efeknya.
Temperatur yang tinggi disebabkan oleh meningkatnya daya tarik-menarik antar partikel, yang ditunjukkan dengan meningkatnya harga gel strength, sedangkan viskositas efektif lumpur dipengaruhi oleh tenaga antar partikel tersebut. Semakin besar daya tarik antar partikel, sedangkan luas ruang untuk partikel tetap, maka gesekan-gesekan pertike-partikel akan semakin intens pula sehingga menyebabkan kenaikan temperature jenis materialnya. Tingginya temperature dapat mempengaruhi rheologi lumpur pemboran antara lain :
1.Secara fisik, naiknya temperature akan menurunkan viskositas fasa cair lumpur pemboran.
2.Secara kimiawi, semua hidroksida akan bereaksi dengan mineral clay pada temperature diatas 200°F, tetapi dengan menggunakan lumpur yang mengandung alkalinitas yang rendah, seperti lignosulfonate, efek terhadap rheologi lumpur dapat direduksi.
3.Secara elektro-kimiawi, dengan bertambahnya temperature akan meningkatkan aktifitas ion elektrolit, dan solubilitas salt akan naik pula jika terdapat dalam lumpur; sehingga besarnya perubahan dari efek elektro-kimiawi sangat bervariatif terhadap rheologi lumpur.
Kenaikan temperatur formasi menimbulkan efek yang mengganggu kinerja lumpur pemboran. Fluid filtration yang lolos dari mud cake adalah berbanding terbalik dengan viskositas lumpur, sedangkan viskositas akan turun dengan bertambahnya temperatur. Bertambahnya temperatur juga dapat meningkatkan sifat-sifat reaktif kimiawi lumpur pemboran, sperti semen, gypsum dan garam.
Untuk mengatasi permasalahan tingginya temperature, diperlukan pengontrolan lumpur berdasarkan fungsinya yaitu mengurangi efek negative yang ditimbulkan formasi. Secara fisik, efek negative temperature yang tinggi, dapat direduksi dengan menentukan jenis atau tipe lumpur pemboran yaitu dengan menggunakan oil-base mud, karena jenis lumpur ini mempunyai kemempuan yang baik tahan terhadap pengaruh temperature, viskositasnya tidak mudah berubah-ubah atau lebih konsisten dibandingkan dengan water-base mud. Secara kimiawi, dapat dilakukan dengan membuat lumpur dengan alkalinitas rendah, dengan menambahkan caustic tannate atau lignosulfonate, karena sifatnya yang dapat mengurangi reaksi antara hidroksi dengan meniral clay pada temperature tinggi.
Tipe formasi.
Sifat fisik formasi lain yang berpengaruh terhadap kinerja lumpur pemboran adalah respon dari porositas dan permeabilitas batuan sebagai fungsi dari invasi lumpur. Harga porositas dan permeabilitas yang kecil memberikan invasi lumpur yang dalam, dan sebaliknya. Hal ini sangat beralasan karena rate filtrat loss dari lumpur terkondisikan dan dikontrol oleh sifat mud cake dan perbedaan tekanan yang terjadi. Untuk harga porositas yang besar, disana terdapat rongga pori yang memiliki kapasitas penyimpanan (storage) yang lebih besar yang harus diisi oleh volume lumpur, sehingga front dari zona invasi akan bertambah lama dan jari-jari invasinya relatif pendek. Pada formasi yang berporositas besar, front invasi akan surut saat menuju well bore karena adanya efek difusi ionic sedangkan untuk formasi berporositas lebih kecil tidak terjadi difusi ionic.
Berdasarkan karakter formasi yang memiliki porositas dan permeabilitas yang besar berpengaruh terhadap invasi lumpur dalam lubang bor, karena kemampuan meloloskan volume lumpur sangat signifikan dan sangat merugikan jika terjadi lost circulation, maka dengan berdasar fungsi lumpur yaitu untuk memberi dinding lubang bor, dibentuk mud cake yang tipis. Mud cake dikehendaki yang tipis karena dengan demikian lubang bor tidak terlalu dipersempit dan cairan tidak banyak yang hilang. Sifat lumpur membentuk mud cake ini dapt diperbaiki dengan penambahan :
1.Memberikan sifat koloid lumpur pemboran dengan bentonite.
2.Memberi zat kimia untuk memperbaiki distribusi zat padat dalam lumpur seperti starch, CMC dan cypan, yang mana dapat mengurangi filtrate loss dan memperkuat mud cake.
Sehingga tanpa harus mengubah sifat fisik formasi maka efek negative dari adanya porositas dan permeabilitas yang besar dapat direduksi dengan membuat lapisan tipis mud cake.
Kandungan padatan pasir yang tinggi dalam lumpur.
Padatan pasir dalam lumpur merupakan kontaminan yang disebabkan sifat abrasif material formasi yang tercampur dalam suspensi lumpur sehingga membawa pengaruh pada operasi pemboran. Padatan pasir akan mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini akan menambah densitas lumpur yang telah mengalami sirkulasi. Terkadang volume padatan pasir bisa mencapai 20% dari total volume lumpur, sehingga lumpur perlu ditambahkan zat aditif untuk menaikkan gel strength agar padatan pasir tidak cepat mengendap (settling) dalam suspensi lumpur sehingga fungsi lumpur pemboran untuk mengangkat material dan melepaskan pasir atau cutting ke permukaan dapat dikerjakan dengan optimal. Dengan begitu komposisi suspensi lumpur harus diubah-ubah agar diperoleh kinerja lumpur yang optimal terhadap problem kepasiran.
Jika kandungan pasir yang tercampur dalam lumpur pemboran melampaui batas toleransi, kadar pasir maksimal yang diperbolehkan adalah sebesar 2%, dan terus dibiarkan akan menimbulkan permasalahan baru. Kemampuan lumpur untuk menahan kandungan pasir selama sirkulasi dihentikan terutama tergantung dari gel strength. Dengan cairan menjadi gel, tekanan terhadap gerakan pasir untuk settling dapat dipertinggi. Kandungan material pasir perlu ditahan agar tidak turun ke bawah, karena jika mengendap di bawah dapt meyebabkan akumulasi dan pipa akan terjepit (pipe sticking). Selain itu juga akan memperberat rotasi permulaan dan juga memperberat kerja pompa untuk memulai sirkulasi kembali. Tetapi gel strength yang terlalu besar juga akan berakibat buruk, karena akan menahan pembuangan pasir di permukaan.
Efisiensi pengangkatan dan pelepasan cutting atau pasir ke permukaan harus memperhatikan sifat-sifat lumpur pemboran terutama berkaitan dengan sifat berikut ini :
1.Densitas lumpur pemboran, dengan menaikkan densitas lumpur maka akan menaikkan gaya buoyancy, yaitu gaya pertikel yang berlawanan dengan arah gravitasi, sehingga menaikkan kemampuan mengangkat material ke permukaan.
2.Viskositas dan gel strength, lumpur yang memiliki viskositas dan gel strength yang rendah akan memberikan persen berat partikel yang besar dengan waktu sirkulasi yang sama, sehingga partikel akan cenderung mengendap (settling) kembali di bottomhole. Sehingga viskositas dan gel strength perlu dinaikkan untuk mencegah pengendapan kembali oleh partikel.
Kontaminasi garam.
Kontaminasi lumpur pemboran oleh garam monovalent seringkali disebut dengan kontaminasi garam. Pemisahan (diasosiasi) garam monovalent dalam air menjadi kation dan anion seperti Na+,K+ dan Cl-. Sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) merupakan kebanyakan garam monovalent yang sering ditemui selama proses pemboran. Kontaminasi garam hanya ditemui pada kubah garam, salt beds, balokan garam dan formasi-formasi yang mengadung air garam. Kandungan garam yang melebihi 1% dalam sirkulasi lumpur menghasilkan penambahan viskositas apparent, gel strength, yield point dan water loss yang sangat signifikan. Hubungan antara konsentrasi NaCl dalam lumpur (dengan penambahan dry bentonite) dengan sifat lumpur, menyebabkan water loss meningkat dengan bertambahnya konsentrasi NaCl dalam air yang kemungkinan disebabkan karena netralisasi pertukaran negative kation Na+ pada plat-plat permukaan clay dari proses flokulasi yang menghasilkan filter cake. Sedangkan viskositas menurun karena netralisasi pertukaran negative pada plat clay dengan penambahan kation Na+ dan proses agregasi plat clay. Sehingga dengan adanya penurunan viskositas pada konsentrasi Na+ yang tinggi dapat menyebabkan separasi fase cair dan padatan akibat netralisasi pertukaran negative pada permukaan plat clay oleh kation Na+ dan pertukaran positif oleh anion Cl- dalam lumpur pemboran. Pemboran pada lapisan garam (sodium chloride) sangat mengganggu sekali terhadap pemakaian lumpur water-clay. Peningkatan tajam viskositas dari lumpur terjadi saat persentasi salt dalam fase cair berubah dari nol sampai 1%, fluid loss juga terpengaruh meningkat menjadi diatas 1%. Karena air pada temperatur normal memiliki peningkatan solubilitas terhadap garam sekitar 30% dari kuantitas beratnya yang larut dalam lumpur tersebut jika menemui lapisan garam. Kandungan garam bisa berasal dari sodium chloride, sodium sulfate, calcium sulfate dan lain-lain, dimana kontaminasi terjadi saat mencapai salt water bearing dari pemboran permeable horison.
Karena NaCl dan KCl tidak dapat diendapkan dengan cepat, maka cara lain harus digunakan untuk mengontrol efek kontaminasi dari formasi sesuai dengan fungsi lumpur. Metode tersebut antara lain :
1.Pengenceran dengan menggunakan air. Metode ini sangat jarang dilakukan karena diperlukan pembuangan sebagian porsi lumpur yang menyebabkan problem kontaminasi tersebut terutama pada offshore, juga karena adanya penambahan biaya untuk melakukan pengontrolan efek kontaminasi.
2.Penambahan kimiawi thinner dan konversi salt-water mud. Keuntungan metode ini adalah tersedianya bermacam kimiawi thinner, pengontrolan kimiawi yang memerlukan sedikit konsentrasi kimia akan sangat efisien dan penanganan yang mudah. Sedangkan metode ini sangat tergantung pada besarnya konsentrasi garam dalam lumpur serta tingkat atau derajat dari sifat harus diperbaiki. Efek dari pemakaian kimiawi ini adalah terjadinya efek deflokulasi.
Kontaminasi lumpur yang paling besar berkembang terjadi pada kubah garam. Pada kasus kedalaman ribuan feet menembus lapisan garam, lumpur menjadi tersaturasi dan lumpur digunakan sebaiknya mengandung zat aditif yang tidak reaktif dengan garam, untuk mereduksi fluid loss masuk ke formasi.
Gas cutting.
Gas cutting selalu menyusahkan ketika terjadi pada lumpur dan cenderung merugikan dalam usaha treatment lumpur. Gas cutting pada lumpur pemboran merupakan gas bawaan oleh lumpur yang memiliki berat terlalu ringan pada formasi gas dan atau melalui kegiatan swabbing sehingga gas tertinggal pada lubang sumur sehingga terbawa oleh sirkulasi lumpur. Jika viskositas dan gel strength lumpur terlalu kecil maka akan muncul gas dalam kandungan lumpur hingga ke permukaan. Sedangkan jika lumpur memiliki viskositas dan gel strength yang cukup besar, maka kemungkinan gas tidak akan muncul hingga ke permukaan walaupun berat lumpur menjadi lebih ringan akibat gas sisa yang masih terkandung dalam lumpur.
Gas cutting dapat diatasi dengan penanganan lumpur yang proporsional tanpa harus mengubah tipe lumpur. Langkah pertama untuk mengatasinya yaitu dengan menambahkan atau menaikkan berat lumpur saat disirkulasikan kembali. Langkah kedua yaitu dengan menaikkan viskositas dan gel strength. Langkah ketiga yaitu dengan memakai peralatan mekanis di permukaan yang dikenal dengan unit degasser pada conditioning area. Mud gunner merupakan salah satu peralatan degasser untuk membantu kinerja lumpur menghilangkan gas bawaan.

4.1.2.Pengaruh dari Proses-proses Pemboran
Differential Sticking Pipe.
Sticking pipe merupakan salah satu resiko yang terjadi dalam operasi pemboran. Terkadang problem ini disebabkan oleh penarikan dan pencabutan pipa pada kedalaman section hole yang terukur. Suatu bentuk kejadian pipa yang terjepit tersebut, biasa disebut dengan differential sticking, yang sifatnya terjadi setelah dilakukan tahap sirkulasi dan rotasi, yaitu pada saat dilakukan connection untuk round trip secara temporary. Dikarenakan tidak adanya borehole secara actual yang benar-benar vertical dan adanya sifat drillstring yang fleksibel dalam menahan friksi dengan permukaan formasi di sepanjang titik-titk lubang bor. Ketahanan (resistance) friksi demikian ini selanjutnya perlu diperhitungakn untuk kebutuhan torsi untuk memutar mata bor. Resistansi friksi mungkin dapat terjadi pada saat dilakukan penarikan pipa (dragging) akan berkembang dan menyebabkan kehilangan tenaga yang cukup besar. Penambahan agent pelumas (lubricant) tertentu terhadap mud memungkinkan dapat mengurangi kehilangan energi tersebut. Friksi dapat direduksi dengan melekatkan atau membuat lapisan film oil diantara bagian logam yang mengalami pergerakan drillstring, yaitu gaya kontak yang bekerja antar permukaan terhadap distribusi beban berat normal suatu permukaan, dalam ini antara permukaan borehole dengan drillstring. Sehingga diperoleh suatu persamaan sebagai berikut :

dimana u adalah koefisien friksi, F adalah gaya yang bekerja pada permukaan (pound) dan w adalah distribusi beban gaya normal (pound). Seperti telah diketahui tahanan friksi inilah yang menyebabkan pipa terjepit, sehingga perlu dilakukan usaha-usaha untuk mereduksi efek dari friksi tersebut.
Mekanisme differential sticking dalam operasi pemboran, seperti diatas, dinyatakan sebagai suatu bagian permukaan tertentu dari drillstring yang mengalami tahanan friksi dalam menahan sisi dalam dari sudut deviasi lubang bor, sementara itu pipa masih mengalami rotasi dengan dilumasi oleh lapisan film dengan tekanan yang terjasdi di seluruh permukaan pipa. Dan ketika rotasi diberhentikan, dimana pada bagian pipa kontak oleh mud cake (pada kolom lumpur) dan terjadi perbedaan tekanan diantara keduanya, maka akan menyebabkan tahanan friksi oleh seretan pada saat proses pencabutan (drag), dan jika hal ini berkembang akan menimbulkan differential sticking pipe. Adam berasumsi bahwa selain drill collar, drill pipe juga dapat mengalami sticking. Hal ini menunjukkan bahwa sticking dapat terjadi di seluruh titik sepanjang drillstring dalam menahan borehole, terutama pada lapisan yang permeable yang terjadi mud cake. Pipe sticking akan berkembang di sepanjang drillstring dengan bertambahnya distribusi beban berat drillstring dalam menahan sisi dalam sudut deviasi borehole, dan berkurang jika menemui kondisi dimana mud cake tipis yang disebabkan oleh erosi karena high shear dalam annulus di sekitar drillstring.
Salah satu cara dalam mencegah differential sticking adalah dengan meminimalisasi area permukaan kontak dengan design drillstring yang memadai, antara lain dengan non-circular drillstring, spiraled drillstring dan stabilizer pada drillstring. Sedangkan penggunaan drillstring yang panjang dan oversized akan memperbesar area permukaan kontak yang menyebabkan sticking. Pendekatan pencegahan yang lain adalah dengan penontrolan sifat lumpur pemboran. Outman menunjukkan bahwa energi tenaga untuk mencabut pipa saat dragging akan meningkatkan perbedaan tekanan, area kontak permukaan, ketebalan mud cake dan koefisien friksi. Perbedaan tekanan dapat diminimalisasi dengan mempertahankan densitas lumpur serendah mungkin konsisten dengan faktor keamanan sumur. Dan untuk meminimalisasi area kontak dan ketebalan cake, permeabilitas cake harus dijaga agar tetap rendah dan kandungan padatan direduksi dengan proses desilting di permukaan. Sedangkan koefisian friksi dari mud cake sangat tergantung pada komposisi mud. Sehingga bisa disimpulkan :
1.Oil-base mud yang mempunyai koefisien friksi lebih rendah dibandingkan water-base mud, akan sangat baik untuk menghindari pipe sticking, karena oil-base mud dapat memberikan lapisan mud cake yang sangat tipis.
2.Kandungan barite akan meningkatkan koefisien friksi untuk semua lumpur.
3.Emulsifikasi oil-base mud dan penambahan oil-wetting agent akan lebih efektif untuk mengurangi koefisien friksi.
Differential sticking dapat direduksi dengan perencanaan jenis dan sifat fisik lumpur yang akan digunakan, terutama dengan oil-base mud.

Lost circulation
Penyebab lost circulation adalah sangat sederhana, yaitu adanya lubang-lubang terbuka secara alami maupun hasil induksi proses pemboran yang sangat besar pada formasi, dimana lumpur dapat masuk secara berlebihan dan tekanan yang ada dalam bore lebih besar dibandingkan tekanan formasinya. Adanya lubang terbuka dalam formasi yang sangat besar tersebut sangat mempengaruhi lumpur yang merupakan gangguan bagi borehole. Meskipun formasi gravel dan porous sand sudah pasti akan membawa akibat bagi lumpur tapi tidak mudah untuk dilihat secara jelas. Keabsahan bahwa pori dari lubang terbuka formasi akan lebih besar dibandingkan ukuran partikel lumpur, hal ini mengindikasikan bahwa fasa padatan lumpur tidak dapat memasuki pori-pori lumpur pada umumnya, seperti clay, shale, dan atau sand dengan kondisi normal permeabilitas. Formasi alami yang dapat menyebabkan lost circulation antara lain :
1.Formasi sand yang memiliki ukuran partikel yang sangat besar akan memungkinkan terjadinya lubang pori terbuka yang besar.
2.Formasi gravel yang mengandung sejumlah gravel yang kecil-kecil yang kurang mecukupi atau partikel sand untuk mencegah fluid loss.
3.Formasi bergua-gua yang secara prisipil terjadi pada lapisan limestone, sebagai hasil fenomena pelarutan, yang memiliki kapasitas storage sangat besar untuk kemungkinan terjadinya loss fluid terhadap berbagai jenis penggunaan lumpur.
4.Formasi dengan celah (fissured) maupun retakan (cracked) atau pada lapisan limestone sebagai hasil stress bumi. Lost returns sering terjadi pada lapisan ini ketika zona produktif dibor.
Sedangkan yang termasuk penyebab terjadinya lost circulation karena faktor mekanis (induced fracture), adalah berat lumpur yan terlalu besar, pressure surge pada saat masuk pahat, kenaikan tekanan karena drilling practice yang tidak benar, penanganan peralatan pemboranyang kurang sesuai misalnya menjalankan pompa secara mengejutkan. Keadaan linnya juga terjadi pada peboran lepas pantai dimana lapisan dasar lautnya (sea bed) tidak terkompaksi dengan baik.
Lost circulation dapat dibagi dalam tiga jenis, tergantung [ada berapa volume lumpur (bbl) yan hilang per jam, yaitu :
1.Seepage loss, hilangnya lumpur dalam jumlah yang relatif kecil, yaitu kurang dari 15 bbl/jam. Hal ini dapat terjadi pada formasi yang terdiri dari pasir porous dan gravel, formasi yang retak secara alamiah (natural fracture) maupun yang disebabkan karena faktor mekanis (induced fracture).
2.Partial loss, hilangnya lumpur dalam jumlah yang relative besar, yaitu lebih dari 15 bbl/jam tetapi kurang dari 500 bbl/jam.
3.Complete loss, hilangnya lumpur yang tidak dapat keluar kembali dari lubang bor tetapi lubang bor tetap penuh, banyaknya lumpur yang hilang lebih dari 500 bbl/jam.
Karena kebanyakan terjadinya lost circulation merupakan hasil daripada teknik pemboran yang kurang benar, maka program pemboran seharusnya terkait dengan usaha agar hilangnya lumpur pemboran tidak akan terjadi. Beberapa langkah-langkah pencegahan yang dapat memberikan hasil yang baik terutama yang berhubungan dengan sifat fisik lumpur antara lain :
1.Mengurangi densitas lumpur, walaupuan lumpur harus memilki densitas yang cukup untuk mengimbangi tekanan formasi.
2.Menurunkan viskositas dan gel strength lumpur.
3.Memberikan material yang mampu membentuk seal bagi lumpur yang kuat tidak mudah rusak atau hilang dan juga tidak menimbulkan kerusakan pada zona produktif saat dioperasikan pemboran, material tersebut yaitu :
a.Fibrous material, misalnya raw cotton, baggase, flax shive, wood fiber, bark fiber, mineral fiber, leather, glass fiber, peat moss dan beat pulp.
b.Flaky material, misalnya cellophane, cork, mica, corn cobs, vermiculite dan cotton-seed hulls.
c.Granular material, misalnya perlite, coarse bentonite, ground plastic, nut shells, ground tires, asphalt, corn cobs, wood dan coke.
Selain memperbaiki dan mengontrol sifat lumpur diatas, juga perlu diperhatikan langkah-langkah berikut ini :
4.Menghindari spud kelly dengan pompa yang terlalu cepat.
5.Mencegah terjadinya balling pada bit dan collar.
6.Melakukan perkiraan yang tepat terhadap fracture formasi dan gradient tekanan pori.
Disamping hilangnya lumpur pemboran, lost circulation juga dapat menimbulkan kerugian terjadinya blow-out dan tidak didapatinya serbuk bor atau cutting untuk sample log.
Corrosion
Korosi didefinisikan sebagai penurunan sifat kimiawi dari logam oleh reaksi lingkungan. Kerusakan logam oleh korosi terjadi karena adanya reaksi kimia secara langsung pada kenaikan temperatur (500+ °F) dalam lingkungan yang cukup kering, dan proses elektrokimia pada temperatur rendah dalam kondisi yang cukup basah atau lingkungan yang lembab.
Komponen yang mendukung terjadinya korosi logam pada operasi pemboran antara lain oksigen, karbon dioksida, sulfida hydrogen, garam dan asam organic. Kerusakan logam dipengaruhi oleh beberapa faktor fisik dan kimiawi antara lain :
1.Perbedaan energi dalam bentuk reaktifitas kimiawi yang menutupi permukaan logam yang berhubungan dengan larutan korosif.
2.Perbedaan konsentrasi kandungan garam atau corrodant lainnya dalam larutan elektrolit.
3.Perbedaan gradient temperatur di permukaan logam yang brhubungan langsung dengan larutan korosif.
4.Perbedaan komposisi permukaan logam.
Dalam operasi pemboran terdapat dua jenis bentuk korosi yang berasosiasi dengan lingkungan, yaitu :
1.Hydrogen embrittlement, proses ini terjadi dengan gejala kerapuhan pada permukaan logam pipa yang disebabkan oleh terperangkanya hidrogen dalam kisi-kisi struktur atom. Kerapuhan permukaan logam drillpipe oleh beberapa atom hydrogen yang tersusun oleh reaksi katodik, merasuk ke molekul hidrogen pada permukaan logam. Atom-atom hidrogen berkombinasi dengan molekul gas hidrogen pada permukaan logam, dimana proses adsorpsi atom hidrogen oleh logam menyebabkan kehilangan tegangan baja dan kemampuan mengalirkan pada proses kerapuhan drillpipe.
2.Corrosion fatigue, siklus tegangan tingkat tinggi akan menyebabkan kelelahan logam drillpipe. Pada lingkungan korosi, meningkatnya kelelahan logam drillpipe dipercepat dengan adanya elektrokimia korosi. Terjadinya corrosion fatigue merupakan kombinasi aksi dari korosi dan kelelahan (siklus tegangan) pada logam, sehingga dapat mengakibatkan patahnya drillpipe. Kelangsungan korosi diindikasikan dengan adanya batas katahanan (endurance limit), didefinisikan sebagai tingkat siklus tegangan maksimum yang bekerja pada logam tanpa dipengaruhi oleh suatu kelelahan yang terjadi. Corrosion fatigue akan terus berlangsung dan berkembang dengan adanya corrodant pada lingkungan korosi menyebabkan lubang-lubang atau pitting pada permukaan logam, seperti oksigen, karbon dioksida dan sulfide hidrogen (O2, CO2 dan H2S), yang sering hadir dalam lumpur pemboran.
Usaha-usaha pencegahan korosi dengan mengontrol fungsi komposisi kimiawi lumpur pemboran harus berdasarkan sifat-sifat corrodant.
1.Oksigen.
Korosi oksigen meningkat tajam dengan bertambahnya temperatur dan juga dipengaruhi oleh kadar salinitas. Saline mud akan lebih bersifat korosif dibandingakan karena peningkatan daya konduksi sebagai konduktor, dan korosi akan lebih dipercepat dengan adanya salinitas yang tinggi. Lumpur pemboran dengan solid-polymer yang tinggi sedikit mengurangi proses korosi, hal ini dikarenakan tannates dan lignosulfonate yang ditambahkan pada mud dapat dieliminasi, sehingga reaksi dengan corrodant oksigen dapat dicegah. Pada umumnya, korosi oksigen berkurang dengan bertambahnya kadar pH lumpur, hingga kadar pH mencapai 12, namun akan bertambah kembali jika melebihi kadar 12.
2.Karbon dioksida.
Karbon dioksida terlarut dalam air dengan kadar pH rendah bersamaan dengan asam karbon. Korosi dapat dikontrol dengan baik jika kadar pH dapat dijaga pada kisaran harga 9 – 10 dengan sodium hydroxide, dalam kondisi kehadiran aliran gas cukup besar. Pada kasus formasi dengan aliran gas yang rendah dapat digunakan calcium hydroxide untuk menetralisir asam, tapi penambahan calcium hydroxide yang tidak sesuai juga akan cenderung menyebabkan terbentuknya scale.
3.Sulfida hydrogen.
Sulfida hydrogen akan mengkontaminasi lumpur pemboran dalam kondisi formasi yang mengandung sour gas. Berdasarkan pada ionisai sulfida hydrogen dalam dua stages berikut :


dari reaksi balik tersebut diatas, dapat dilihat adanya suatu fungsi pH yang ditunjukkan dengan H2S. Korosi ini dapat direduksi dengan menjaga kadar pH tetap tinggi menggunakan caustic soda untuk menghilangkan ion sulfide sebelum terjadi pengendapan pada permukaan logam drillpipe. Caustic soda yang sering digunakan dalam operasi adalah kombinasi oksida besi (Fe3O4) dengan senyawa seng (ZnCO3 atau ZnO) untuk mengurangi reaksi ion-ion sulfide, akan memberikan hasil yang optimal jika formasi memiliki temperature yang cukup besar.
Dari keseluruhan kondisi-kondisi yang mempengaruhi perencanaan lumpur pemboran, baik yang dipengaruhi oleh karakteristik batuan dan kondisi formasi maupun proses pemboran, semuanya harus dikontrol berdasarkan fungsi lumpur. Perencanaan lumpur pemboran dapat dikatakan berhasil dengan baik secara maksimal jika fungsi lumpur dapat mengeliminasi efek negatif dan dapat bekerja berdasar kondisi yang sedang terjadi.

4.2. Perencanaan Lumpur Pemboran
Susunan lumpur pemboran yang digunakan untuk suatu sumur bor ditentukan oleh keadaan dan macam lapisan yang sedang dibor itu. Kompromi harus dicapai untuk menetukan susunan sebenarnya, seperti dalam menentukan mata bor yang sesuai. Pertimbangan harus diambil dalam menentukan susunan lumpur pemboran, karena dua faktor utama yang mempersulit pemilihan itu, yaitu:
Semakin ringan dan cair suatu zat cair lumpur pemboran, semakin cepat angka penembusannya; dan
Semakin kental dan berat suatu zat cair lumpur pemboran, semakin mudah mengontrol akibat-akibat yang disebabkan oleh keadaan-keadaan suatu lubang dibawah tanah yang tertentu. Seperti pengangguan yang diakibatkan oleh pemasukan cairan lapisan bertekanan tinggi itu kedalam sumur bor (yang disebut “kick”). Bila tidak diatur, keadaan ini dapat mengakibatkan bencana yang terkenal sebagai “blow out”.
Dalam operasi pemboran, lumpur mempunyai peranan yang cukup penting. Lumpur mempunyai fungsi antara lain sebagai berikut :
1.Mengangkat cutting dari dasar sumur ke permukaan.
2.Menahan cutting dan material-material pemboran selama sirkulasi dihentikan.
3.Memberikan didnding pada lubang bor dengan mud cake.
4.Mengontrol tekanan formasi.
5.Mencegah guguran dinding lubang bor.
6.Melindungi formasi produktif dari kontaminasi.
7.Memberikan media logging untuk evaluasi formasi.
8.Melepas cutting dan pasir di permukaan.
9.Menahan sebagian berat casing dan drill string.
10.Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string.

4.2.1. Macam-Macam Dasar Lumpur Pemboran
1. Lumpur Pemboran Berdasarkan Air
Lumpur pemboran yang paling sering digunakan adalah yang berdasarkan air (98%). Susunan lumpur pemboran yang terdiri atas macam-macam kombinasi dan jumlah air tawar atau asin, tanah liat dan baha-bahan kimia ditentukan oleh keadaan-keadaan lubang bawah tanah. Kriteria cara kerja yang umum adalah :
Cara kerja pengeboran di permukaan bumi, dimana terdapat banyak jumlah air bisaanya yang dipakai adalah lumpur alam yang dicampur dengan sedikit bahan-bahan tambahan.
Cara kerja pengeboran pada permukaan bawah tanah yang keras, bilamana lapisan yang keras (yang mpempunyai daya penyerapan yang redah) harus ditembus, lumpur pengeboran yang encer dan kurang padat dapat dipakai.
Cara kerja pengeboran pada permuakaan bawah tanah yang lunak, bilamana lapisan yang bertekanan tinggi (yang mempunyai daya penyerapan yang tinggi) harus ditembus, lumpur pengeboran yang berat dipakai untuk mengatur tekanan-tekanan lapisan karena kemungkinan terjadinya kick.
Macam-macam lumpur pemboran berdasarkan air adalah yang sering dipakai. Pada umumnya macam ini dipakai karena murah perawatannya, mudah pemakainnya dan membentuk lapisan filtrat untuk melindungi lubang itu, tetapi macam ini dapat mengotori lapisan-lapisan bawah tanah.
2. Lumpur Pengemboran Berdasarkan Minyak
Lumpur pemboran berdasarkan minyak dipakai dalam mengebor : lapisan-lapisan yang dapat dilarutkan oleh air, lubang-lubang yang panas dan dalam; tempat-tempat yang mempunyai tahanan tekanan yang berbeda; lapisan-lapisan shale yang menyusahkan pengeboran, dsb. Pembuatan dan perawatan lumpur pemboran ini lebih mahal, akan tetapi zat ini tidak akan mempengaruhi formasi-formasi yang peka terhadap air dan mengurangi perkaratan pada drill string.


3. Lumpur Pemboran Berdasarkan Udara atau Gas
Hanya kira-kira 1% dari seluruh lumpur pemboran berdasarkan kabut udara atau gas. Keuntungan utama dari lumpur pemboran ini adalah penghasilan harga penembusan yang sangat tinggi. Sebagai tambahan kompresor-kompresor yang dipakai hanya membutuhkan sedikit perlengkapan-perlengkapan dan tempat.

4.2.2. Sifat Fisik Lumpur Pemboran
Salah satu fungsi lumpur pemboran untuk memelihara kondisi optimal, lumpur pemboran ini sering diawasi dan diuji menurut keadaan formasi yang ditemukan dari awal sampai akhir pengeboran. Tiga faktor utamanya adalah viskositas, gel strength, dan berat jenis. Penjagaan dilakukan dengan merawat lumpur pemboran ini dengan bermacam-macam bahan tambahan untuk memenuhi keadaan-keadaan yang berubah-ubah dibawah permukaan.
1.Densitas atau berat jenis, didefinisikan sebagai berat lumpur per satuan volume total lumpur. Densitas ini menyebabkan kemungkinan untuk membantu dalam pengaturan tekanan-tekanan di lubang subsurface formasi, sehingga dalam operasi pemboran densitas lumpur ini harus selalu dikontrol terhadap kondisi formasinya agar diperoleh kelakuan lumpur yang sesuai dengan fungsi yang diharapkan terhadap formasi yang dibor. Densitas lumpur yang relatif berat bagi suatu formasi kemungkinan akan menyebabkan terjadinya lost circulation, sebaliknya jika densitas lumpur relatif kecil dapat menyebabkan terjadinya blow out. Pengontrolan densitas lumpur dapat dilakukan dengan menambahkan zat-zat aditif, yang bersifat menaikkan maupun menurunkan densitas lumpur.
Beasrnya densitas lumpur akan menentukan tekanan hidrostatik dari kolom lumpur, berdasar persamaan berikut :

dimana :
Pm = tekanan hidrostatik kolom lumpur, psi
Ρm = densitas lumpur, ppg
Depth = kedalaman, ft
2.Viskositas, didefinisikan sebagai perlawanan (kekentalan) partikel-partikel lumpur pemboran terhadap aliran. Perlawanan ini disebabkan oleh gesekan yang disebabkan oleh kombinasi gaya kohesi dan adhesi didalam. Viskositas yang terlalu tinggi menyebabkan penetration rate (ROP) turun, pressure loss tinggi dan lumpur bor sulit dipisahkan dengan gas, cutting dan pasir dalam sirkulasi di permukaan. Sedangkan viskositas yang terlalu kecil menyebabkan pengangkatan cutting tidak efektif dan terjadinya penggumpalan (flokulasi) padatan.
3.Gel strength, kemampuan lumpur pemboran untuk menjadi padat atau gel jika tridak bergerak (kondisi statis), sirkulasi dihentikan. Faktor penyebab terbentuknya gel strength yaitu adanya gaya tarik-menarik dari partikel-partikel atau plat-plat yang dimiliki clay, shale dan bentonite. Kekuatan gel ini menentukan kemampuannya untuk menahan bahan-bahan padat (cutting dan pasir) dalam suspesi lumpur pemboran dan melepaskannya di permukaan. Gel dan bahan-bahan padat ini mempertinggi viskositas lumpur pemboran.

4.2.3. Sifat Kimia Lumpur Pemboran
1.Padatan (Solid)
Terdapatnya padatan di dalam lumpur pemboran dalam jumlah yang besar dapat mengakibatkan efek negative yang dapat merugikan, terutama berkaitan dengan peralatan di bawah permukaan. Sebagai contoh yang paling umum dijumpai di lapangan adalah padatan pasir dalam lumpur pemboran. Dan dari analisa pengukuran di laboratorium volume atau kadar pasir yang diijinkan adalah kurang dari 20%, jika terlalu besar kadar pasir yang terkandung dalam suatu lumpur dapat menyebabkan berbagai masalah :
Padatan bersifat abrasif, dikhawatirkan peralatan yang dilalui sirkulasi lumpur akan terkikis.
Padatan menyebabkan berat jenis lumpur naik yang mengakibatkan kerja dari pompa lumpur semakin berat.


2.pH
pH sebagai salah satu sifat kimia lumpur pemboran merupakan faktor yang penting di dalam treatment lumpur dalam suatu operasi pemboran. pH dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan keasaman dari lumpur pemboran, derajat pH pada umumnya berkisar antara 8.5 hingga 12. Jadi lumpur yang digunakan adalah dalam keadaan basa.
3.Alkalinitas
Berdasarkan pengujian diketahui bahwa ada korelasi antara sumber alkalinitas di dalam lumpur terhadap sifat-sifat lumpur yang bersangkutan.
Jika sumbernya berasal hanya berasal dari OH-, menunjukkan lumpur stabil dan kondisinya baik.
Jika sumbernya berasal dari CO-23, menunjukkkan lumpur tidak stabil tetapi masih bisa dikontrol.
Jika HCO-3, menunjukkan kondisi lumpur sangat jelek dan sulit untuk dikontrol.
4.Salinitas
Penentuan salinitas (kadar Cl) dalam lumpur diperlukan terutama jika pemboran melalui daerah dimana garam dapat terkontaminasi dengan fluida pemboran yaitu daerah yang terdapat kubah-kubah garam. Pengaruh ion Chlor terhadap sifat-sifat lumpur pemboran adalah mengakibatkan filtrat loss besar, mud cake tebal dan suspensi padatan sukar dicapai karena fluktuasi oleh clay.

4.2.4. Zat Aditif Utama Untuk Lumpur Pemboran
Bahan-bahan aditif yang dipakai untuk mengatur viskositas, berat jenis dan pengeringan untuk lumpur pemboran disebabkan karena kondisi-kondisi yang berubah-ubah didalam lubang sumur. Di dalam lumpur pemboran selain terdiri atas komponen pokok lumpur, maka terdapat metrial tambahan yang berfungsi mengontrol dan memperbaiki sifat-sifat lumpur agar sesui dengan keadaan formasi yang dihadapi saat operasi pemboran. Macam dan fungsi bahan aditif secara garis besar dikelompokkan sebagai berikut :

BAHAN ADITIF
FUNGSI
Bentonit
Menaikkan viskositas.
Barite
Menaikkan berat jenis.
Sodium Acid Pyrophosphate
Menghambat kecepatan pengendapan bahan-bahan padat dari lumpur.
Caustic Soda (larutan alkali)
Menstabilkan dan mengatur lumpur pemboran. – menaikkan pH alkalinitas.
Lignosulfonate; Quebracho
Mengencerkan dan mengatur filtrasi lumpur pemboran.
Polyacrylates (CMC)
Polimer organik yang berat
Gypsum
Mengatur dan menstabilkan lumpur pemboran.
Garam Sodium Chlorida
Dipakai dalam pengeboran lapisan-lapisan garam.
Minyak (emulsi)
Mencegah kesulitan-kesulitan pelumasan pada temperatur yang tinggi, pipa sticking, pengelupasan shale dan mencegah pembasahan lapisan yang pekat terhadap air.






















5.CAKUPAN PEMBAHASAN
Diagram alir perencanaan lumpur pemboran berdasarkan batuan dan kondisi formasi yang ditembus :



Keterangan diagram alir :
Pertama yang dilakukan adalah melakukan identifikasi permasalahan yang terjadi terutama yang berkaitan dengan pengaruh karakteristik batuan dan kondisi formasi yang ditembus dalam operasi pemboran, termasuk disini yaitu faktor-faktor yang yang mempengaruhi perencanaan lumpur dan efek yang mungkin timbul terhadap optimasi lumpur pemboran.
Kemudian dilakukan pengontrolan dengan melakukan studi tentang perencanaan lumpur yang akan dipergunakan berdasarkan pada karakter batuan dan kondisi formasi dengan berreferensi pada fungsi lumpur pemboran agar dapat berfungsi dengan baik yang memberikan hasil yang sesuai dengan teori ideal, hingga ditemukan formula pengontrolan lumpur yang sesuai secara komprehensif terhadap kondisi lapangan yang ada.
Selanjutnya dilakukan pengaturan sifat fisik, sifat kimiawi dan jenis atau tipe lumpur dengan dianggap sebagai variable yang bisa diubah-ubah, agar diperoleh fungsi lumpur yang sesuai dengan karakter dan kondisi formasi yang akan ditembus, sehingga diperoleh formula perencanaan lumpur dari langkah pengontrolan lumpur sebelumnya.
Jika perencanaan lumpur pemboran yang sesuai telah terpenuhi, maka selanjutnya baru dapat dilakukan usaha-usaha optimasi dengan memperhitungkan faktor hidrolika lumpur pemboran dengan menggunakan metode-metode tertentu, yang digunakan dalam mendesign nozzle bit agar diperoleh rate yang optimum.









6.RENCANA DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
HALAMAN PENGESAHAN
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
I PENDAHULUAN
II KARAKTERISTIK FORMASI YANG DITEMBUS
2.1.Klasifikasi Cara Terbentuknya Batuan
2.1.1. Batuan Beku
2.1.1.1. Komposisi Mineral
2.1.1.2. Tekstur
2.1.1.3. Struktur
2.1.2.Batuan Sedimen
2.1.2.1. Komposisi Mineral
2.1.2.2. Tekstur
2.1.3.Batuan Metamorf
2.2. Deskripsi Batuan Formasi
2.2.1.Batupasir
2.2.2.Batuan Karbonat
2.2.3.Batuan Shale
2.3. Karakteristik Batuan Formasi
2.3.1. Komposisi Kimia Batuan Reservoir
2.3.1.1. Komposisi Kimia Batupasir
2.3.1.1.1. Batupasir Orthoquartzite
2.3.1.1.2. Batupasir Greywacke
2.3.1.1.3. Batupasir Arkose
2.3.1.2. Komposisi Kimia Batuan Karbonat
2.3.1.2.1. Limestone
2.3.1.2.2. Dolomite
2.3.1.3. Komposisi Kimia Batuan Shale
2.3.2. Sifat Fisik Batuan Reservoir
2.3.2.1. Porositas
2.3.2.2. Wettabilitas
2.3.2.3. Tekanan Kapiler
2.3.2.4. Permeabilitas
2.3.2.5. Saturasi Fluida
2.3.2.6.Kompresibilitas Batuan
2.3.3. Sifat Mekanik Batuan Reservoir
2.3.3.1. Compressive Strength
2.3.3.2. Elasticity
2.3.3.3. Drillability
2.4. Karakteristik Fluida Reservoir
2.4.1. Komposisi Kimia Fluida Reservoir
2.4.1.1. Komposisi Kimia Hidrokarbon
2.4.1.1.1. Rangkaian Terbuka
2.4.1.1.2. Rangkaian Tretutup
2.4.1.2. Komposisi Kimia Air Formasi
2.4.1.2.1. Jenis Kandungan Ion
2.4.1.2.2. Jumlah Kandungan Ion
2.4.2. Sifat Fisik Fluida Reservoir
2.4.2.1. Sifat Fisik Minyak
2.4.2.1.1. Densitas Minyak
2.4.2.1.2. Viskositas Minyak
2.4.2.1.3. Faktor Volume Formasi Minyak
2.4.2.1.4. Kelarutan Gas Dalam Minyak
2.4.2.1.5. Kompresibilitas Minyak
2.4.2.2. Sifat Fisik Gas
2.4.2.2.1. Densitas Gas
2.4.2.2.2. Viscositas Gas
2.4.2.2.3. Faktor Volume Formasi Gas
2.4.2.2.4. Kelarutan Gas Dalam Minyak
2.4.2.3. Sifat Fisik Air Formasi
2.4.2.3.1. Densitas Air Formasi
2.4.2.3.2. Viscositas Air Formasi
2.4.2.3.3. Faktor Volume Air Formasi
2.4.2.3.4. Kelarutan Gas Dalam Air Formasi
2.4.2.3.5. Kompresibilitas Air Formasi
2.5. Kondisi Formasi
2.5.1. Tekanan Reservoir
2.5.1.1. Tekanan Hidrostatik
2.5.1.2. Tekanan Overburden
2.5.2. Temperatur Reservoir

III PERENCANAAN LUMPUR PEMBORAN
3.1. Komponen Lumpur Pemboran
3.1.1. Fasa Cair
3.1.2. Fasa Solid
3.1.2.1. Inert Solid
3.1.2.2. Reactive Solid
3.1.3 Fasa Kimia
3.2. Sifat Fisik Lumpur Pemboran
3.2.1. Densitas
3.2.2. Viskositas
3.2.3. Gel Strength

3.3. Sifat Kimia Lumpur Pemboran
3.3.1. Padatan
3.3.2. pH
3.3.3. Kesadahan
3.3.4. Alkalinitas
3.3.4. Salinitas
3.4. Jenis Lumpur Pemboran
3.4.1. Water Base Mud
3.4.1.1. Fresh Water Mud
3.4.1.2. Salt Water Mud
3.4.2. Oil in Water Emulsion Mud
3.4.2.1. Fresh Water in Water Emulsion Mud
3.4.2.2. Salt Water Oil in Water Emulsion Mud
3.4.5. Oil Base and Oil Base Emulsion Mud
3.4.5. Gaseous Drilling Fluid
3.5. Fungsi Lumpur Pemboran
3.5.1. Mengangkat cutting ke permukaan
3.5.2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drillstring
3.5.3. Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake
3.5.4. Mengontrol tekanan formasi
3.5.5. Membawa cutting cutting dan material pemberat pada susupensi jika sirkulasi lumpur dihentikan sementara
3.5.6. Melepaskan cutting dan pasir di permukaan
3.5.7. Menahan sebagian berat drillpipe dan casing
3.5.8. Mengurangi efek negative pada caving formasi
3.5.9. Mendapatkan informasi dari mud logging
3.5.10. Media logging
3.6. Kontaminasi Lumpur Pemboran
3.6.1. Kontaminasi Sodium Klorida
3.6.2. Kontaminasi Gipsum
3.6.3.Kontaminasi Semen
3.7. Hidrasi Bentonite
3.7.1.Dipersi
3.7.2.Agregasi
3.7.3.Flokulasi
3.7.4.Deflokulasi
3.8. Pengontrolan Lumpur Pemboran
3.8.1. Densitas Lumpur
3.8.2. Viskositas Lumpur
3.8.2.1. Pengaturan Viskositas
3.8.2.2. Pemilihan Viskositas Lumpur
3.8.3. Efek Invasi Lumpur Pemboran
3.8.3.1. Mekanisme Invasi Lumpur Pemboran
3.8.3.1.1. Dynamic Filtration
3.8.3.1.2. Static Filtration
3.8.3.2. Pengukuran Volume Filtrat Lumpur
3.8.3.3. Pengaruh Komposisi Kimia Filtrat Lumpur
3.8.3.4. Pengaruh Padatan Lumpur
3.8.3.5. Mengurangi Pengaruh-pengaruh Filtrat Lumpur
3.9. Kondisi-kondisi yang Mempengaruhi Lumpur Pemboran
3.9.1. Pengaruh Karakteristik Batuan dan Kondisi Formasi Ditembus
3.9.1.1. Tekanan Abnormal Sumur
3.9.1.2. Kandungan Shale dan Clay
3.9.1.3. Loss Returns
3.9.1.4. Temperatur Tinggi
3.9.1.5. Tipe Formasi
3.9.1.6. Kandungan Padatan Pasir yang Tinggi
3.9.1.7. Kontaminasi
3.9.1.8. Gas Cutting
3.9.2. Pengaruh Proses-proses Pemboran
3.9.2.1. Differential Sticking Pipe
3.9.2.2. Lost Circulation
3.9.2.3. Corrosion
3.10. Pemeliharaan Lumpur Pemboran

IV HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN
4.1. Rheologi Lumpur Pemboran
4.1.1. Sifat Aliran Lumpur Pemboran
4.1.1.1. Aliarn Laminer
4.1.1.2. Aliran Turbulent
4.1.2. Klasifikasi Lumpur Pemboran
4.1.2.1. Fluida Newtonian
4.1.2.2. Fluida Non Newtonian
4.1.2.2.1. Bingham-plastic Model
4.1.2.2.2. Power Law Model
4.2. Faktor Hidrolika Lumpur Pemboran
4.2.1. Densitas Lumpur Pemboran
4.2.2. Viskositas dan Gel Strength
4.2.3. Distribusi Kecepatan di Annulus
4.2.4. Densitas dan Bentuk Partikel
4.2.5. Efek Rotasi dari Drill Pipe
4.5. Kehilangan Tekanan pada Sistem Sirkulasi
4.5.1. Kehilangan Tekanan pada Surface Connection
4.5.2. Kehilangan Tekanan pada Drillstring (DP dan DC)
4.5.3. Kehilangan Tekanan pada Annulus DP dan DC
4.5.3. Kehilangan Tekanan pada Bit
4.4. Kapasitas Pengangkatan Cutting
4.5. Metode Optimasi Hidrolika Lumpur Pemboran
4.5.1. Konsep Bit Hydraulic Horse Power (BHHP)
4.5.2. Konsep Bit Hydraulic Impact (BHI)
4.5.3. Konsep Jet Velocity

V PEMBAHASAN
5.1. Kondisi-kondisi yang Mempengaruhi Lumpur Pemboran
5.1.1. Pengaruh Karakteristik Batuan dan Kondisi Formasi Ditembus
5.1.2. Pengaruh Proses-proses Pemboran
5.2. Efisiensi Hidrolika Lumpur Pemboran dalam Optimasi Pemboran
5.3. Perencanaan Lumpur yang Sesuai dengan Formasi yang Ditembus


posted by kokas @ 10:58 AM  
0 Comments:
Post a Comment
<< Home
 
 
about me
My Photo
Name:
Location: fakfak, KOKAS, Indonesia

aku tak mampu berbicara karena aku hanya seeokor burung cendarawasih yang hanya bisa melihat dan berkicaw melihat semua haal yang tidak adil berlalu begitu saja di depan aku

Udah Lewat
Archives
sutbok
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Duis ligula lorem, consequat eget, tristique nec, auctor quis, purus. Vivamus ut sem. Fusce aliquam nunc vitae purus. Aenean viverra malesuada libero. Fusce ac quam.
judul

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Duis ligula lorem, consequat eget, tristique nec, auctor quis, purus. Vivamus ut sem. Fusce aliquam nunc vitae purus. Aenean viverra malesuada libero. Fusce ac quam.

Links
Template by
Blogger Templates