Bab 16. Prinsip Directional Drilling 16.1. Pendahuluan Pemboran berarah adalah suatu seni membelokkan lub lubang sumur untuk kemudian diarahkan ke suatu sasaran tertentu di dalam formasi yang tidak terletak vertikal dibawah mulut sumur. Di dalam membor suatu formasi, sebenarnya selalu diinginkan lubang yang vertikal, karena dengan lubang yang vertikal, kecuali operasinya lebih mudah, juga umumnya biayanya lebih murah dari pada pemboran berarah. Jadi pemboran berarah hanya dilakukan karena alasan-alasan dan keadaan yang khusus saja. Adapun alasan-alasan dilakukannya pemboran berarah ini adalah A. Alasan topografis. Pemboran berarah disini dilakukan apabila keadaan di permukaan tidak memungkinkan untuk mendirikan lokasi pemboran, misalnya a. !ormasi produktif terletak dibawah paya-paya, sungai "#ambar. $%.$&. b. !orma !ormasi si prod produkt uktif if terl terlet etak ak di bawa bawah h bang banguna unan-b n-ban angun gunan an,, perkotaan "#ambar $%.'&
Gambar 16.1. Formasi Produktif di Bawah PayaPaya! "ungai
Prinsip Directional Drilling
1
Gambar 16.#. Formasi Produktif $erletak di Bawah Perkotaan! Bangunan B. Alasan geologis. Pembor Pemboran an berara berarah h disi disini ni dilak dilakuk ukan an untuk untuk meng menghi hinda ndari ri kesul kesulit itan an apabila dibor secara vertikal misalnya a&. Adanya kubah garam "salt dome&, "#ambar $%.(&. b&. Adanya patahan, "#ambar $%.)&.
Gambar 16.%. Pemboran $erarah &arena "alt Dome 2
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.#. Formasi Produktif $erletak di Bawah Perkotaan! Bangunan B. Alasan geologis. Pembor Pemboran an berara berarah h disi disini ni dilak dilakuk ukan an untuk untuk meng menghi hinda ndari ri kesul kesulit itan an apabila dibor secara vertikal misalnya a&. Adanya kubah garam "salt dome&, "#ambar $%.(&. b&. Adanya patahan, "#ambar $%.)&.
Gambar 16.%. Pemboran $erarah &arena "alt Dome 2
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.'. Pemboran Berarah &arena Patahan (. Alasanalasan lain ) a. Pembor Pemboran an yang yang dilak dilakuk ukan an deng dengan an siste sistem m gugus gugusan an sumur sumur "cluster system& untuk menghemat luasnya lokasi pemboran. *isalnya di lepas pantai "#ambar $%.+&. Di permukaan dibuat beber beberapa apa sumur sumur,, kemu kemudia dian n di bawa bawah h permuk permukaan aan luba lubang ng sumur sumur tersebut tersebut menyebar menyebar.. istem istem ini juga juga dapat dapat dilakuk dilakukan an pada pemboran di daratan.
Gambar 16.*. Pemboran Dengan (luster "ystem Prinsip Directional Drilling
3
b. *engatasi semburan liar "blow out& dengan relief well. "#ambar $%.%& c. *enghindari garis batas di permukaan. "#ambar $%.&. d. *enyimpang dari garis lurus. "#ambar $%.&.
Gambar 16.6. +elief ,ell
Gambar 16.-. enghindari Garis Batas di Permukaan
4
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16./. Pemboran enyimpang dari Garis 0urus 16.#. $ipe Pemboran Berarah #ambaran umum dari suatu sumur pemboran berarah dan bagianbagian yang penting dapat dilihat pada "#ambar /./&.
Gambar 16.. Gambaran 2mum Pemboran Berarah dan Bagian Bagiannya Pada dasarnya dikenal ( macam pemboran berarah "#ambar $%.$0&, yaitu
Prinsip Directional Drilling
5
Gambar 16.13.$ipe Belok Pemboran Berarah 16.#.1. $ipe belok di tempat dangkal 4"hallow De5iation $ype. Di sini titik belok "kick of point& terletak di kedalaman yang tidak begitu jauh dari permukaan tanah "dangkal&. 16.#.#. $ipe belok di tempat dalam 4Deep De5iation $ype. Di sini titik belok terletak jauh di dalam permukaan tanah. 16.#.%. $ipe kembali ke 5ertikal 4+eturn to 7ertikal $ype. *ula-mula sama seperti tipe belok di tempat dangkal, tetapi kemudian dikembalikan ke vertikal. Adapun pemilihan tipe pemboran di atas didasarkan pada lokasi koordinat di permukaan dan jarak antara lokasi permukaan dengan sasaran "formasi produktif& apabila faktor-faktor lain tidak berpengaruh. *isalnya apabila jarak sasaran tidak begitu jauh dari sumbu vertikal yang melalui mulut sumur, maka kita memilih tipe belok di tempat dalam. 1ain halnya apabila jarak sasarannya jauh dari sumbu vertikal tadi, kita akan memilih tipe belok di tempat dangkal. 16.%. &emiringan 0ubang Bor Di dalam pemboran berarah, pada kedalaman titik belok tertentu, lubang bor diarahkan ke suatu sasaran yang dikehendaki dengan sudut kemiringan yang tertentu. *iringnya lubang bor ini mendatangkan banyak kesulitan antara lain $. !atigue failure pada drill pipe. '. 2ey seating atau terjepitnya sebagian drill string karena goresan antara drill string dengan dinding lubang bor seperti terlihat pada #ambar $%.$$. (. 3erkurangnya umur drill pipe karena tension "tegangan& yang terjadi pada tool joint "sambungan&. 2esulitan-kesulitan di atas disebabkan oleh perubahan sudut kemiringan yang terlalu besar "mendadak& diantara dua titik di dalam lubang bor. 4ntuk mengatasi kesulitan- kesulitan tersebut, perlu ditetapkan perbedaan sudut maksimum yang dii5inkan diantara dua titik survey "sudut 6
Prinsip Directional Drilling
dog leg&. Dari sudut dog leg ini dapat ditetapkan perubahan sudut kemiringan yang diperkirakan tidak akan menimbulkan kesulitan.
Gambar 16.11. &ey "eating%6 16.%.1. AlatAlat Pembuat "udut 4Deflection $ool etelah kedalaman titik belok ditentukan, maka mulai dari titik tersebut kita mengarahkan lubang bor ke sasaran tertentu dengan membelokkan lubang bor dengan sudut kemiringan tertentu. Alat-alat pembelok ini adalah
3adger bit
pud bit
2nuckle joint
6hipstock
7urbodrill
Dyna drill etelah mencapai sudut tertentu "$)o misalnya& maka digunakan bottomhole assembly baik untuk menambah atau memantapkan sudutnya. a. Badger Bit. 3adger bit dan operasi alatnya dapat dilihat pada #ambar $%.$'. Prinsip kerja dari alat ini adalah adanya salah satu no55le pada bit yang ukurannya lebih besar dari yang lainnya. 8al ini akan mengakibatkan semburan lumpur yang lebih besar sehingga lubang akan membelok ke arah dimana ukuran no55le lebih besar.
Prinsip Directional Drilling
7
Gambar 16.1#. Badger Bit dan (ara &er8anya b. "pud Bit Jenis alat ini dapat dilihat pada #ambar $%.$(. Alat ini merupakan bit tanpa roller, bentuknya seperti baji dan mempunyai no55le. 9ara kerjanya sama dengan badger bit hanya disini ditambah dengan tumbukan.
Gambar 16.1%. "pud Bit di 0ubang Bor 8
Prinsip Directional Drilling
c. &nuckle 9oint 2nuckle joint adalah suatu drill string yang diperpanjang dengan sendi peluru, sehingga memungkinkan putaran bersudut antara drill string dan bitnya. #ambar $%.$) menunjukkan operasi suatu knuckle joint, dimana sebelumnya dibuat terlebih dahulu pilot hole yang kemudian dibor kembali dengan bit yang dirangkaikan dengan reamer.
Gambar 16.1'. &nuckle 9oint 1# d. ,hipstock Adalah suatu alat yang terbuat dari besi tuang yang berbentuk baji dengan saluran yang melengkung tempat bergeraknya bit. :perasi dari whipstock dapat dilihat dari #ambar $%.$+. Dengan alat ini akan diperoleh lengkungan sebesar $ sampai derajat.
Prinsip Directional Drilling
9
Gambar 16.1*. ,hipstock dan :perasi Alatnya 1# e.$urbodrill. 7urbodrill adalah down hole mud turbin yang dapat memutar bit tanpa harus memutar rangkaian bor "drill string&. 2ecepatan putaran sangat tergantung kepada volume lumpur dan tekanan sirkulasi di permukaan. Adanya bent sub pada turbodrill "#ambar $%.$%& menyebabkan dapat membeloknya lubang sumur.
10
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.16. Bent "ub Pada $urbodrill f. Dyna Drill. Dyna Drill adalah down hole mud motor. Alat ini dibuat oleh Dyna Drill 9oy. eperti juga 7urbodrill, Dyna Drill akan memutar bit tanpa harus memutar drill string. Adanya bent sub pada Dyna Drill menghasilkan lengkungan yang halus "smooth&. Alat ini dapat dilihat pada gambar $%.$. Di dalam pemakaiannya, Dyna Drill tergantung kepada kecepatan sirkulasi lumpur dan beda tekanan pompa seperti terlihat pada 7abel $%.$. Dyna Drill 9oy juga telah membuat 7abel $%.', untuk memilih kelengkungan lubang bor yang sesuai dengan ukuran lubang bor dan perubahan sudut yang diharapkan.
Prinsip Directional Drilling
11
Gambar 16.1-. Bent "ub Pada Dyna Drill $abel 16.1. Data :perasi Dyna Drill11 2kuran Dyna Drill in! 3D * 6 1<# - %<'
12
7olume 0umpur Gpm ##* %#* '33
Beda $ekanan psi ##* ##* ##*
&ecepatan Putar rpm '33 %*3 %*3
Diameter 0ubang Bor in 6 ; - - / = 1# > 13 * 1*
Prinsip Directional Drilling
$abel 16.#. "udut Defleksi ?ang Diharapkan Per 133 Ft.11 *@ :.D. D?A D+00 6 C@ :.D. D?A D+00 - =@ :.D. Dyna D+00 B$ E:0 DF0($ E:0 DF0( E:0 DF0 "2B " : " $: " ($: AG0 AG0 AG0 AG0 o o o $ %; ( (0< =; ' (0< / >; 'o (0< $?o )o )+< (o (0< (o )+< 'o +o (0< )o (0< +o 00< $o (o 00< / >; $o )+< $0 +>; 'o 00< $?o %=@ )o $+< (o 00< (o (0< 'o +o 00< (o )+< )o $+< '?o +o )+< +o 00< +o (0< $o > ; 'o (0< $0 +>; $o $+< $' ; $o )+< $?o (o (0< 7hru 'o 00< 'o (0< 'o )o (0< $' ; (o 00< (o (0< '?o +o (0< )o 00< +o 00< 16.'. Pengarahan 0ubang Bor ewaktu membelokkan lubang bor dengan alat-alat pembelok, lubang bor harus selalu ke arah dimana sudut tersebut dapat mencapai sasaran. Pengarahan ini dapat dilakukan pada titik belok atau setelah titik belok apabila ternyata lubang yang dibuat telah menyimpang dari sasaran yang dikehendaki. 16.'.1. etoda Pengarahan 2ita mengenal dua cara di dalam pengarahan ini, yaitu metoda tokenbury Drill Pipe Alligment dan metoda :rientasi Dasar 1ubang. a. etoda "tokenbury Drill Pipe Alligment. *etoda ini caranya seperti #ambar $%.$.
*ula-mula alat pembelok di permukaan dihadapkan ke arah mana sasaran dikehendaki, misalnya 3-3B.
Pada drill pipe diikatkan suatu sighting bar "tanda& dan di arahkan ke suatu titik, disini misalnya diarahkan ke kaki derrick "titik 9&.
Pasang drill pipe baru, kemudian di dekat puncak drill pipe ini dipasang sighting bar yang kedua dan diluruskan dengan yang pertama dengan bantuan teleskop.
ighting bar yang pertama diturunkan, untuk kemudian dipasang lagi pada drill pipe yang berikutnya dan diluruskan kembali seperti tadi dengan teleskop.
Pertahankan agar sudut antara 3-3B dan 9-9B tetap besarnya.
Demikian seterusnya sampai seluruh drill string berada didasar lubang. 2elemahan metoda ini adalah memakan waktu yang panjang, juga sering menimbulkan kesalahan sehingga cara ini jarang digunakan.
Prinsip Directional Drilling
13
Gambar 16.1/. etoda "tokenbury Drill Pipe Alligment.1# b. etoda :rientasi Dasar 0ubang. *etoda ini banyak digunakan pada operasi-operasi pemboran terarah. Prinsipnya adalah sebagai berikut
*isalkan, @muka; alat pembelok mempunyai arah /0o ke arah kanan dari kutub magnet utara yang telah ditentukan "#ambar $%.$/& pada hadow #raph 9ompass.
Gambar 16.1. etoda :rientasi Dasar 0ubang 14
Prinsip Directional Drilling
7urunkan alat pembelok ini ke dasar lubang. ebuah kamera memotret bersama-sama free compass dan shadow graph compass.
*isalnya gambar yang didapatkan ternyata )+oC. ni berarti arah EmukaF alat pembelok adalah )+oC ditambah putaran /0o kearah kanan jadi )+o 6. Jadi dengan mengetahui arah GmukaG alat pembelok dalam lubang bor, akan mudah mengubah kearah yang dikehendaki.
16.'.#. AlatAlat "ur5ey elama operasi pemboran berarah, setiap telah dicapai titik-titik di kedalaman tertentu kita mengukur sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor "melakukan survey&. Dari pengukuran ini dapat diketahui penyimpangan sudut dari sasaran yang direncanakan sehingga dari setiap titik pengukuran ini kita dapat mengoreksi penyimpangan bila arah dan kemiringan telah menyimpang dan mengarahkan kembali kesasaran semula. 7ujuan dilakukan survey pada directional drilling adalah a. 4ntuk memonitor lintasan sumur sehingga dapat dibandingkan dengan lintasan yang direncanakan. b. 4ntuk mencegah @collision; dengan @eHisting well; di sekitarnya. c. 4ntuk menentukan orientasi yang diperlukan untuk menempatkan alat pembelok "deflection tool& pada arah yang tepat. d. 4ntuk menentukan lokasi yang tepat dari dasar sumur "koordinat dasar sumur&. e. 4ntuk menghitung dog-leg severity. Peralatan yang digunakan terbagi atas dua macam yaitu ingle hot dan *ulti hot, dimana ingle hot hanya dapat mencatat pengukuran sekali sedangkan *ulti hot dapat berkali- kali. Prinsip kerja alat ini adalah sebagai berikut "#ambar $%.'0&. ebuah kompas dan unit pencatat sudut yang berbentuk cakram dipotret bersama- sama oleh sebuah kamera. 8asil pemotretan ini akan menghasilkan penyimpangan dari vertikal, karena adanya fluida yang bebas bergerak, sedang arah dicatat pada unit pencatat "unit ini terdiri dari ( macam 0-$'o, 0- '0o dan $+- /0o&.
udut kemiringan lubang bor I + $>'
udut arah lubang bor I )'oC.
o
Cfek 2emagnetan 3umi 7erhadap Pengukuran Dengan Alat- Alat urvey.
Prinsip Directional Drilling
15
Gambar .#3. (ontoh Alat "ur5ey dan Prinsip &er8anya ebagai contoh pembacaan lihat #ambar $%.'$ "ini adalah contoh alat pencatat unit 0 -$'o&. Dari gambar ini dapat dibaca
Gambar 16.#1. (ara Pembacaan Pengukuran Alat "ur5ey 16.'.%. fek &emagnetan Bumi $erhadap Pengukuran dengan Alat Alat "ur5ey Penggunaan alat-alat survey di dalam pengukuran sudut kemiringan dan sudut arah memerlukan pemakaian drill collar yang anti magnetik "alat 16
Prinsip Directional Drilling
survey ini diturunkan ke dalam lubang bor melalui drill pipe dan nantinya akan terletak pada drill collar di dekat bit&. Pemakaian drill collar anti magnetik ini untuk menghindari kesalahan-kesalahan pengukur survey "kompas&. 7etapi efek kemagnetan bumi masih berpengaruh terhadap pengukuran. 7homet5 mengemukakan bahwa panjang drill collar anti magnetik yang diperlukan tergantung dari besarnya sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor. Adanya tiga 5one kemagnitan bumi yang berbeda digambarkan pada #ambar $%.''. Akibat dari perbedaan kemagnetan ini dapat dilihat bahwa kurva hubungan panjang drill collar anti magnetik yang diperlukan dengan sudut kemiringan dan sudut arah, akan berbeda untuk ketiga 5one tersebut. ebagai ilustrasi, misalnya kita hendak melakukan survey di lokasi pemboran dengan koordinat %0o lintang utara dan $%0o bujur barat "daerah Arctik&, sudut kemiringan maksimum diharapkan )0oC. Dari #ambar $%.'( daerah ini ada pada 5one . :leh sebab itu, dipakai gambar untuk 5one . Dari kurva $%.'( ternyata sudut-sudut ini jatuh dibawah kurva 3. Jadi disini diperlukan non magnetik drill collar sepanjang %0 ft.
Gambar 16.##. Pembagian one &emagnitan ?ang "ama
Gambar 16.#%. &ur5a on agnetik Drill (ollar ?ang Diperlukan 16.* . FaktorFaktor ?ang empengaruhi &emiringan dan Arah 0ubang Bor
Prinsip Directional Drilling
17
1ubang bor yang dihasilkan di bawah permukaan menyimpang dari sudut yang diinginkan. 8al ini disebabkan lubang bor yang terjadi berbengkok-bengkok dengan sendirinya. 8al semacam ini disebut 9rooked 8ole "lubang bor pada pemboran terarah disebut lant hole&. Penyebab 9rooked 8ole ini terdiri dari ' faktor yang bekerja bersamasama yaitu faktor formasi dan faktor mekanis. 16.*.1. Faktor Formasi Pada formasi yang berlapis-lapis dengan bidang perlapisan yang miring maka lubang bor akan cenderung untuk tegak lurus pada bidang perlapisan. Penembusan bit pada formasi akan meninggalkan suatu baji kecil yang dapat bertindak sebagai whipstock kecil "miniature whipstock& yang dapat membelokkan lubang sumur "#ambar $%.')&. 7eori ini disebut Miniature Whipstock Theor .
Gambar 16.#'. iniature ,hipstock $heory1# Pada formasi dengan perlapisan yang berganti-ganti dari lunak ke keras dan sebaliknya akan menyebabkan bit ditahan dengan berat sebelah pada kedua sisinya, sehingga bit akan terperosok ke salah satu sisi dan mengakibatkan bengkoknya lubang bor "#ambar $%.'+&. 7eori ini disebut !or"ation Drilla#ilit Theor$
18
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.#*. Formation Drillability $heory Pada formasi dimana kemiringan bidang perlapisan lebih besar dari )+ , maka bit akan cenderung mengikuti bidang perlapisan "#ambar $%.'%&. o
Gambar 16.#6. Formasi Dengan Bidang Perlapisan '*o 16.*.#. Faktor ekanis !aktor-faktor ini menyangkut
Drill collar yang melengkung.
tidak
cukup
3eban pada melengkung.
yang
berlebihan
bit
kekar
sehingga
sehingga
drill
mudah collar
Perubahan botton hole assembly akan memberikan bentuk lubang yang berlainan. 16.6. Pengontrolan $erhadap Penyimpangan Dasar pemikiran pengaturan penyimpangan ini dapat diterangkan dengan teori Pendulum. 4ntuk menerangkan teori ini lihat #ambar $%.', suatu drill string yang terdapat pada lubang bor yang miring. 2arena ada clearance antara drill collar dan dinding lubang, pada jarak tertentu di atas bit, rangkaian drill string akan menempel pada dinding lubang bor. 7itik ini "P& disebut titik kontak "point of contact&. Di atas titik ini rangkaian drill string akan berbaring pada dinding lubang bor.
Gambar 16.#-. Drill "tring Pada 0ubang Bor ?ang iring 4$eori Pendulum Prinsip Directional Drilling
19
Drill collar antara titik P dengan bit, akan bekerja sebagai gaya !a dimana gaya ini cenderung untuk membelokkan lubang ke arah vertikal atau memperkecil sudut kemiringan. elain daripada itu akan timbul pula gaya !b yang merupakan akibat dari berat pada bit. #aya ini cenderung untuk memperbesar sudut kemiringan karena membuat sudut dengan lubang bor "sudut b&. Didalam waktu yang sama gaya !a dan !b ini akan bekerja bersama-sama "dianggap tidak ada pengaruh formasi di sekitarnya&, gayagaya ini akan menentukan penyimpangan sudut kemiringan lubang bor. #aya !a merupakan fungsi berat per satuan panjang drill collar antara titik P dan bit, sedangkan gaya !b tergantung kepada berat pada bit "weight on bit&. 7etapi pengaruh gaya !b ini pun akan berkurang dan akibatnya bending moment drill collar berkurang juga. 3erkurangnya bending moment ini akan menyebabkan jarak titik P dan bit bertambah sehingga gaya !a bertambah dan cenderung mengurangi penyimpangan lubang. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa untuk mengontrol penyimpangan sudut dapat dilakukan dengan mengatur titik kontak P atau mengatur jarak titik P dengan bit. 8al ini dapat dilakukan dengan menggunakan drill collar yang dirangkaikan dengan stabili5er. 16.6.1. Penggunaan Drill (ollar Dengan "tabiliHer Pada dasarnya, penggunaan drill collar dengan stabili5er pada suatu rangkaian drill string adalah untuk mengatur jarak titik kontak "P& dengan bit, sehingga secara tidak langsung mengatur gaya !a dan !b serta akan mengontrol penyimpangan. ebagai gambaran dapat dilihat pada #ambar /.'. 3ila kita bandingkan #ambar $%.'a dan $%.'b, akan terlihat bahwa dengan memperbesar berat drill collar akan mengakibatkan titik kontak P naik karena kekakuan drill collar naik dan sudut b mengecil. 8al ini mengakibatkan berat collar antara bit dan titik P naik sehingga !a membesar dan !b mengecil. ekarang kita perhatikan #ambar $%.'c dan $%.'a. 9learance drill collar pada #ambar $%.'c mengecil mengakibatkan titik P mendekati bit. 8al ini menyebabkan gaya !a mengecil dan !b membesar. 7erakhir kita lihat #ambar $%.'d dan $%.'a. Pemasangan stabili5er disini akan mengakibatkan !a membesar dan !b mengecil. Jadi dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengaturan clearance dan penempatan stabili5er yang tepat akan dapat mengontrol penyimpangan.
20
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.#/. Penggunaan Drill (ollar Dengan "tabiliHer Pada "uatu +angkaian Drill "tring 61: membuat hubungan antara ukuran drill collar minimum dengan diameter casing dan diameter bit sebagai berikut Diameter ":D& drill collar yang dii5inkan I "Diameter 9asing-:D& "Diameter bit-:D&. 6::D dan 1432K membuat grafik-grafik untuk penempatan stabili5er"single stabili5er& agar weight on bit "6:3& dapat ditingkatkan secara maksimal dengan sudut kemiringan lubang bor yang tertentu. #ambar $%.'/a dan $%.'/b adalah salah satu dari grafik-grafik yang telah dibuatnya.
Prinsip Directional Drilling
21
Gambar 16.#. Grafikgrafik 2ntuk Penempatan "tabiliHer 4"ingle "tabiliHer1# ebagai contoh, misalkan kita membor lubang dengan ukuran (>) inch dan ukuran drill collar inch. Dengan kemiringan lubang maksimum (o 6:3 I +000 lb pada kedalaman tertentu. Dengan melihat #ambar $%.'/b. "tanda panah&, akan dicapai kenaikan '+L pada 6:3 apabila dipasang stabili5er pada posisi yang ideal. Dari #ambar $%.'/a dapat ditentukan bahwa posisi stabili5er yang ideal tersebut adalah sejauh ft dari bit. 16.-. Penggunaan Bottom Eole Assembly Dengan latar belakang teori yang telah dipaparkan pada bagian $%.+, pengaturan sudut kemiringan dan sudut arah dapat dilakukan dengan mengatur atau mengkombinasikan rangkaian bottom hole assembly. ni biasanya dilakukan setelah mencapai sudut tertentu misalnya $)o. Pengaturan ini termasuk antara lain mengatur titik kontak, memilih jarak penempatan stabili5er dari bit, memilih ukuran dan kekakuan drill collar yang tertentu, mengatur 6:3 dan MP*, mengatur jarak stabili5er pertama dan kedua dan lain-lain. usunan bottom hole assembly yang ternyata berhasil 22
Prinsip Directional Drilling
baik digunakan pada suatu sumur, belum tentu baik pula diterapkan disumur lain, hal ini dikarenakan pengaruh daripada formasi yang dibor. Dari uraian tersebut diatas, maka sangat diperlukan pengalaman di dalam pengaturan rangkaian botton hole assembly ini agar diperoleh hasil yang baik di dalam suatu operasi pemboran terarah. Disini letak seni daripada pemboran terarah ini. 3erikut ini akan diuraikan mengenai penggunaan berbagai susunan rangkaian bottom hole assembly yang umumnya digunakan sebagai dasar di dalam pemilihan posisi bottom hole assembly di dalam suatu pemboran terarah. 16.-.1. 7ertical Eole Assembly usunan rangkaian ini umumnya digunakan untuk membor tegak lurus dari permukaan sebelum titik belok "2:P&, atau bagian setelah drop off section "#ambar $%.(0&. Adapun susunan ini dapat digambarkan sebagai berikut 3it - *onel D9 - D9 - tab - /0BD9 - tab - /0BD9 N tab %0B /0B /0B dan seterusnya. Apabila formasi yang dibor lunak, maka dianjurkan hal- hal dibawah ini $. 6:3 rendah '. MP* tinggi (. :utput pompa sehingga sirkulasi lumpur cepat.
Gambar 16.%3. BEA 2ntuk "eksi 7ertikal 16.-.#. Build 2p Assembly Pada rangkaian ini reamer harus selalu ditempatkan di dekat bit. Adanya beban pada bit menyebabkan bagian drill collar di atas reamer Prinsip Directional Drilling
23
membelok dengan kemiringan tertentu. Mate build up ini sangat tergantung kepada 6:3, posisi reamer dan ukuran drill collar #ambar $%.($. 4ntuk perubahan sudut build up yang besar, dianjurkan $. 6:3 tinggi '. 4kuran monel drill collar kecil (. MP* dan rate pemompaan kecil apabila formasi lunak. Mangkaian bottom hole assembly yang umumnya digunakan pada build up section ini dapat digambarkan sebagai berikut . 3it - ub - Meamer - *onel D9 - tab - D9 - tab - /0BD9 )B %B %0B
Gambar 16.%1. BEA 2ntuk enaikkan nklinasi 4ntuk perubahan sudut build up kecil, dianjurkan $. 6:3 kecil. '. 4kuran monel drill collar besar. (. 7empatkan stabili5er pada puncak monel drill collar. ). 7ambah jarak bit - reamer. +. 7ambah MP* dan rate pemompaan pada formasi lunak. 16.-.%. Drop off Assembly 24
Prinsip Directional Drilling
Dengan menambah jarak bit ke reamer, bagian bawah reamer mempunyai tendensi untuk mengarah ke bawah. 2arena berat rangkaiannya, perlahan-lahan akan menghasilkan penurunan sudut pada drop off section tergantung pada 6:3, MP* dan posisi reamer serta stabili5er pada rangkaian. #ambar $%.('. 4mumnya drop off assemblies ini berbentuk 3it - *onel D9 - Meamer - D9 - tab - D9 - tab -/0BD9- stab. '0B-(0B (0B (0B
Gambar 16.%#.BEA 2ntuk enurunkan nklinasi 4ntuk perubahan sudut drop off yang besar dianjurkan $. 6:3 kecil. '. MP* dan rate pemompaan besar pada formasi lunak. (. 4kuran monel besar. ). 4kuran drill collar kecil diatas reamer. 4ntuk perubahan sudut drop off yang kecil, dianjurkan $. 6:3 besar. '. MP* dan rate pemompaan kecil pada formasi lunak. (. #unakan monel drill collar yang besar. ). 2urangi jarak bit-reamer. 16.-.'. $angent Assembly Pada kasus ini sangat sukar menentukan tangent assemblies yang dapat sekaligus mengatur atau mempertahankan kemiringan dan arah lubang bor. 4mumnya persoalan terbesar adalah di dalam mengontrol sudut arah, sedang mengontrol sudut kemiringan agak lebih mudah. Apabila 6:3 dan MP* diubah untuk dapat mempertahankan sudut arah, tetapi efek lain Prinsip Directional Drilling
25
yang mengubah sudut kemiringan atau sebaliknya, juga faktor-faktor formasi sangat mempengaruhi. 2arena tangent assembly digunakan pada bagian dari lubang bor dimana sudut arah dan kemiringan harus dipertahankan tetap, maka rangkaiannya haruslah sekaku mungkin. angat sukar menemukan tangent assemblies yang ideal atau kombinasi yang tepat. Pada beberapa kasus yang lain hasil akan baik dengan banyak ditempatkan stabili5er. 3eberapa susunan yang memberikan hasil yang baik adalah
3it-Meamer-*onel D9-tab-Dc-tab-D9-tab-dst
3it-$0BD9-Meamer-*onel D9-tab-D9-tab-D9-tab-dst.
3it-$+BD9-Meamer-$+BD9-Meamer-*one tab-dst
3it-Meamer-tab-*onel D9-tab-tab-D9-D9-tab-dst.
l
D9-tab-D9-
16./. etoda Analisa Pemboran Berarah Di dalam perencanaan suatu pemboran berarah, lubang bor yang direncanakan dibuat pada bidang datar dengan sudut arah dan perubahan sudut kemiringan tertentu. 7etapi seperti yang telah diterangkan pada subbab yang lalu, lubang bor tidak akan terletak pada satu bidang disebabkan pengaruh dari banyak faktor. 3aik sudut kemiringan maupun sudut arah lubang bor akan selalu berubah-ubah menyimpang dari yang telah direncanakan. ehingga pada praktek suatu pemboran berarah, setelah dicapai kedalaman-kedalaman pemboran tertentu "biasanya setiap +0 - $00 ft kedalaman&, dilakukan pengukuran sudut kemiringan dan sudut arah "dilakukan survey&. Apabila terjadi penyimpangan, lubang bor tadi diarahkan kembali ke arah yang telah ditetapkan semula. ebagai gambaran sebenarnya, penampang hori5ontal suatu contoh sumur pemboran berarah dapat dilukiskan seperti terlihat pada #ambar $%.((.
Gambar 16.%%. Penampang EoriHontal "uatu Pemboran Berarah 7itik dan garis patah di dalam #ambar $%.(( "misalnya titik *& didapat setelah kita mengetahui koordinat titik tersebut dan titik ini disebut titik survey. 7erlihat dalam gambar bahwa titik tersebut menyimpang dari garis AC "garis yang telah direncanakan&. ehingga dari titik tersebut kita 26
Prinsip Directional Drilling
membetulkan arah kembali ke arah semula. Demikian seterusnya dengan titik survey selanjutnya hingga dicapai sasaran. 8al yang sama terjadi pula pada penampang vertikalnya, sudut kemiringan yang terjadi akan selalu berubah-ubah menyimpang dari yang telah direncanakan. Dari uraian di atas, masalah yang terpenting adalah menentukan koordinat titik-titik survey setepat mungkin disamping perencanaan pemborannya. 2arena dengan diketahuinya titik-titik survey ini, maka kita dapatkan hal-hal berikut a. *engetahui kedalaman vertikal "7rue vertikal depth& pada titiktitik tertentu di dalam lubang sumur. b. *engetahui penyimpangan dari sasaran, sehingga pada setiap titik survey dapat dikoreksi arah dan kemiringan lubang bor, mengarahkan kembali ke sasaran semula bila terjadi penyimpangan. c. Dari hal a dan b di atas, dengan kata lain dapat diketahui sejauh mana lubang bor kita meleset atau berhasil mencapai sasaran. 16./.1. etodaetoda Perencanaan Pemboran $erarah Di dalam merencanakan suatu pemboran terarah dikenal dua cara yaitu *etoda 7angensial dan *etoda Madius :f 9urvature. *etoda yang disebutkan pertama merupakan metoda yang tertua yang dikenal sejak dimulainya pemboran terarah. edangkan metoda yang terakhir diperkenalkan oleh 61: pada tahun $/% yang merupakan perbaikan dari metoda 7angensial. 16./.1.1. Perencanaan Dengan etoda $angensial. Dari #ambar $%.(), setelah titik belok ditentukan "titik $&, build up section "$-'& dibuat dengan mengubah sudut kemiringan sampai dicapai sudut maksimum yang diinginkan. 7angen section "'-(& dibuat dengan mempertahankan sudut kemiringan maHimum sampai kedalaman tertentu. Drop off ection "(-)& dibuat dengan mengembalikan sudut maksimum ke nol derajat dan bagian back to vertical ")-+& dibuat dengan mempertahankan sudut kemiringan nol derajat. Pada perencanaan dengan metoda 7angensial, dianggap bahwa interval-interval lubang berupa garis-garis patah "lurus untuk masing-masing interval& baik untuk build up maupun drop off section. Jadi dengan kata lain dianggap bahwa setiap interval yang diambil mempunyai sudut kemiringan yang sama pada awal, maupun pada akhir interval. Disini apabila diambil interval kecil-kecil "misal diambil *D setiap $00 ft& garis lengkung *D dianggap garis lurus, makin kecil kita mengambil intervalnya "misal '+ ft& perhitungan akan semakin teliti.
Prinsip Directional Drilling
27
Gambar 16.%'. Penampang 7ertikal "uatu 0ubang Bor 4etoda $angensial.
TVD MD cos I ..................................................................."$%-$& H MD sin I ........................................................................ "$%-'& dimana
TVD I 7rue vertical depth "kedalaman tegak& pada suatu
interval lubang bor, ft. H I Drift "throw& atau penyimpangan hori5ontal pada interval tersebut, ft. I *easure depth pada interval tersebut, ft MD I 3esarnya sudut kemiringan pada interval tersebut, derajat. I udut I A adalah sudut arah yang tetap besarnya. 3erdasarkan persamaan-persamaan "$& dan "'& dapat dibuat suatu program komputer perencanaan pemboran terarah dan dapat ditentukan 7OD dan 8 untuk setiap harga per *D tertentu "misalnya 'o>$00ft, )o>$00 ft& hingga dicapai sudut maksimum yang diinginkan. 16./.1.#. Perencanaan Dengan etoda +adius :f (ur5ature a. Perhitungan ecara egmental *etoda ini diperkenalkan oleh 61:.#.J pada tahun $/%, yang merupakan perbaikan dari metoda tangensial.7idak seperti pada metoda tangensial, perencanaan ini tidak me nganggap intervalinterval lubang bor merupakan garis-garis lurus. Di dalam metoda ini, segmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran yang bersifat menyinggung di titik awal dan akhir suatu interval lubang bor yang mempunyai sudut kemiringan dan sudut arah tertentu. 2arena di dalam prakteknya, memang alat-alat pembelok seperti turbo drill, dyna drill dan lain-lain dapat menghasilkan lubang dengan belokan yang kontinyu "smooth&, sehingga lebih tepat apabila segmensegmen lubang bor dianggap berupa busur suatu lingkaran. 28
Prinsip Directional Drilling
Di dalam perencanaannya pemboran berjalan pada suatu bidang datar dengan sudut arah tetap "#ambar $%.(+&.
Gambar 16.%*. Penampang 7ertikal "uatu 0ubang Bor 4etoda +:( Apabila suatu bagian kecil interval lubang bor d* didalam gambar $$.(+ kita perhatikan, maka akan didapatkan segmen kecil lubang bor.
180 ...................................................................................."$%-(&
I x
dimana I I udut kemiringan, derajat x I uatu sudut di dalam radial tetapi juga
l b M ..........................................................................................."$%-)& dimana I 2ecepatan sudut kemiringan, o>ft. b I Jarak suatu titik * dari 2:P, sehingga substitusi M persamaan "$%- )& ke "$%-(& didapat
x
b 180
M ............................................................................. "$%-+&
Dari gambar $%.(+, apabila d* yang diambil sangat kecil, akan didapatkan
dZ Cosx dM ..............................................................................."$%-%& ubstitusi ke persamaan + didapatkan
dZ
cos b
180
M dM
diintegrasi menjadi
Prinsip Directional Drilling
29
Z 2 Z 1
180 b
sin b
180
M 2
sin b
180
M 1
atau
Z 2
Z 1 180 b sin I 2 sin I 1 ...................................................."$%-&
untuk titik di 2:P, I 1 0 , sehingga
Z 2 Z 1
180
b
sin I 2 ............................................................. "$%-&
Arah hori5ontal sepanjang build up section "I8& dapat dilihat dari gambar $%.(+, apabila interval d* sangat kecil maka
dH sin x dM ..............................................................................."$%-/& 2emudian persamaan ini disubstitusi ke persamaan "$%-+&.
dH sin b
180
M x dM ............................................................"$%-$0& Apabila diintegrasi akan didapatkan
H 2
H 1 180
b
cos I cos I ............................................."$%-$$& 1
2
4ntuk 2:P, I 1 0 , sehingga
H 2
H 1 180
b
1 cos I ....................................................."$%-$'& 2
Perlu diingat bahwa
MD2 MD1
I 2 I 1 b
...................................................................."/-$(&
Persamaan-persamaan di atas tetap berlaku untuk drop off section. Apabila digunakan program komputer untuk perencanaan, maka dapat dipakai persamaan-persamaan $%-, $%-$$ dan $%-$(, untuk menghitung 7OD, *D dan Drift-nya. b. BuildandEold $ra8ectory #ambar $%.(% menunjukkan geometry build-and-hold trajectory,
30
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.%6. BuildandEold $ype ,ell Path 2ntuk I% J r1!#% dimana D1 7OD kick of point, feet
D2
7OD buildup section, feet
D3
7OD dasar sumur, feet
X 3 8ori5ontal departure, feet q Mate of inclination angle buildup, o >panjang Madius of curvature, 180
I 1
r
r
1
, adalah
1
q
................................................................................. "$%-$)& *aHimum inclination angle, diperoleh dari
90
0
90 atau,
........................................................................................."$%-$+& Dengan memperhatikan segitiga :A3, maka
tan
BA AO
r 1 x3 D3 D1
..................................................................."$%-$%a&
dan
r x3 ....................................................................."$%-$%b& arctan 1 D D 1 3
Prinsip Directional Drilling
31
Dengan memperhatikan segitiga :39, maka sin
r 1
OB
.................................................................................... "$%-$& dan
r x D D 2
LOB
1
3
3
2
1
ubstitusi :3 ke dalam persamaan $%-$ memberikan sin
r 1
r x D D 2
1
3
3
2
....................................................."$%-$&
1
udut inklinasi maHimum untuk build-and-hold dimana x3 r 1 adalah
arcsin
r x3 arctan 1 ............."$%-$/& 2 D D 1 3 D3 D1
r 1
r x 1
2
3
Panjang busur, D9, adalah
L DC
180
r 1
atau
L DC
B
........................................................................................."$%-'0&
Panjang 93 dapat ditentukan dari segitiga 39: tan
CO
LCB
r 1 LCB
dan
LCB
r 1 tan
7otal measured depth, , untuk 7OD dari adalah
D M D1
q
r 1 tan
....................................................................."$%-'$&
8ori5ontal departure dari buildup section dapat diperoleh dengan memperhatikan segitiga DB:9, dimana
x2 r 1 r 1 cos r 1 1 cos ....................................................."$%-''& 4ntuk menghitung measured depth dan hori5ontal departure serta TVD sepanjang build up section digunakan persamaan D N D1 r 1 sin ' ........................................................................."$%-'(& Dan 32
Prinsip Directional Drilling
x N r 1 r 1 cos ' r 1 (1 cos ' ) ................................................"$%-')& 7OD pada akhir build up section adalah
D2 D1 r 1 sin ........................................................................... "$%-'+& *easured depth sepanjang build up section adalah D MN D1
................................................................................."$%-'%&
q
*easured depth pada setiap 7OD DB ditentukan dari segitiga PPB9 D MP D1
q
CP ........................................................................ "$%-'&
dimana
CP
CP ' cos
dan
CP ' D' D2 D' D1 r 1 sin :leh karena itu,
CP
D' D1 r 1 sin cos
ubstitusi menghasilkan
D MP D1
q
................................................................."$%-'&
persamaan
$%-'
D ' D1 r 1 sin cos
ke
dalam
persamaan
$%-',
................................................"$%-'/&
8ori5ontal departure pada titik P adalah
x ' x 2 P ' P ................................................................................."$%-(0& dimana
P ' P CP ' tan
*enggabungkan persamaan $%-(0, persamaan $%-'', dan 9PB menghasilkan
x' r 1 1 cos D' D1 r 1 sin tan ................................."$%-($& Penurunan persamaan di atas berlaku jika . x3 r 1 9ara lain untuk menghitung sudut inklinasi maksimum
r 1 D3 D1 D3 D1 arctan r x arccos D D sinarctan r x 1 1 3 1 3 3 4ntuk kasus x3 r 1 , persamaan untuk menghitung sudut inklinasi maksimum adalah
Prinsip Directional Drilling
33
# r 1 D3 D1 D3 D1 180 arctan x r arccos" D D sinarctan x r ! 3 1 3 1 3 1 (ontoh 1 ) Diinginkan membor suatu sumur di bawah danau dengan menggunakan directional drilling. 1intasan "trajectory& yang akan digunakan adalah build-and-hold trajectory. 8ori5ontal departure antara target dengan titik bor adalah '%++ ft dan 7OD /%+0 ft. Mate of build up adalah '.0>$00 ft. 2edalaman kick off adalah $%00 ft. 7entukan $. Madius of curvature '. udut inklinasi maHimum (. *easured depth dari build up section ). 7otal measured depth +. 8ori5ontal departure dari buildup section %. *easured depth pada 7OD $/$+ ft . 8ori5ontal displacement pada 7OD $/$+ ft . *easured depth pada 7OD %$) ft /. Departure pada 7OD %$) ft c. 3uild-8old-and-Drop "EF& 7rajectory 1intasan jenis ini ditunjukkan oleh gambar $0.( untuk r 1 x3 dan
r 1 r 2 $ x 4
, dan gambar $0.( untuk
r 1 x3
dan
r 1 r 2 x4 .udut inklinasi maksimum untuk kondisi r 1 r 2 $ x4 ,
r 1 r 2 D4 D1 D4 D1 arctan r r x arccos D D sin arctan r r x 4 4 4 1 1 2 1 2 .........................................................................................................."$%-((&
34
Prinsip Directional Drilling
Gambar 16.%-. BuildEoldand Drop 2ntuk r1 J I% and r1 K r# I'!#%
Gambar 16.%/. BuildEoldandDrop and Eold 4odified" dimana r1 J I% dan r1 K r# J I'!#% Prinsip Directional Drilling
35
edang sudut inklinasi maksimum untuk kondisi r 1 r 2 x4 ,
r 1 r 2 D 4 D1 D4 D1 180 arctan x r r arccos D D sin arctan x r r 4 1 4 1 2 4 1 2 .........................................................................................................."/-()& d. 3uild, 8old, Partial Drop, and 8old "*odified EF 7rajectory& #ambar $%.(/ menunjukkan tipe ini. Panjang kurva LCA adalah
LCA
'
q dan
LCB r 2 sin ' ..............................................................................."$%-(+a& untuk 9:B 3, maka dapat ditulis
s BA r 2 r 2 cos ' r 2 1 cos ' ................................................"$%-(+b& Persamaan $$-(( dan $$-() dapat ditulis dengan mensubstitusi D5 r 2 sin ' untuk D4 dan x5 r 2 1 cos ' untuk x 4 . 4ntuk tipe BB ini, perhitungan *D dan 8 dapat dilakukan seperti pada tipe 3uild - and - 8old.
Gambar 16.%. Build! Eold! Partial Drop dimana r1 J I% dan r1 K r# J I'!#% 36
Prinsip Directional Drilling
16./.1.%. Perencanaan I? $ra8ectory #ambar $%.)0 dan $%.)$ menunjukkan trajektori vertical dan hori5ontal dari directional well, dimana
& A & A1 % % A1 cos A ...................................."$%-(%& 2 2
L D M sin
L I Panjang 4tara>elatan & A & A1 % A % A1 sin ..................................."$%-(& 2 2
M D M sin
M I Panjang 7imur>3arat 7OD dapat dihitung dengan
& A & A1 ............................................................ "$%-(& 2
D D M cos
dimana adalah pertambahan Emeasured depthF.
Gambar 16.'3. $ra8ektori 7ertikal
Prinsip Directional Drilling
37
Gambar 16 .'1. $ra8ektori EoriHontal (ontoh #) 8itunglah 7rajektori dari 000 ke )00 feet, dimana 2:P pada 000 feet dan 3uild-4p Mate adalah $o> $00 ft, dengan sudut lead $0o dengan Might-hand rate adalah $o>$00 ft. Arah Anual adalah (oC. Asumsi bahwa '00 ft pertama dipakai untuk mengarahkan sudut lead, dimana arah dibuat konstan sampai '00 ft dan kemudian belok kanan dengan kecepatan $o>$00 ft. 16.. etodaetoda Perhitungan Easil "ur5ey Pemboran Berarah etelah perencanaan dibuat dan praktek pemboran terarah dilaksanakan, seperti telah diterangkan terdahulu, pada setiap kedalamankedalaman tertentu dilakukan pengukuran sudut kemiringan dan arah lubang bor "dilakukan survey&. Apabila pada titik-titik survey tersebut terjadi penyimpangan, lubang bor diarahkan kembali ke arah yang telah ditetapkan. Ada beberapa metoda yang dapat menentukan koordinat titik-titik survey ini. 3erturut-turut akan dibicarakan metoda yang terdahulu hingga yang terbaru ditemukan, dimana masing-masing metoda mempunyai limitasilimitasi tertentu di dalam menganalisa persoalan. Perlu diingatkan bahwa metoda yang ditemukan kemudian merupakan perbaikan dari metoda yang mendahuluinya. Dalam rangka menganalisa persoalan, semua metoda yang akan dibicarakan mendasarkan perhitungannya kepada pengukuran ( besaran yaitu kedalaman sumur " MD M &, perubahan sudut kemiringan " I & dan sudut arah " A & yang dicatat oleh alat-alat survey. 16..1. etoda $angential 38
Prinsip Directional Drilling
Prinsip dari metoda ini adalah menggunakan sudut inklinasi dan a5imuth dari titik awal interval untuk menghitung Evertical depthF, EdepartureF, dan posisi. Prinsip dari metoda tangential tersebut ditunjukkan oleh gambar $%.)'
VD MD cos I 2 H MD sin I 2 E D sin A2 MD sin I 2 sin A2 N D cos A2 MD sin I 2 cos A2 dimana
MD VD H N E
Pertambahan measured depth Pertambahan 7OD Pertambahan departure Pertambahan koordinat arah utara Pertambahan koordinat arah 7imur
Gambar 16.'#. $angential ethod ) 4a 7ertical "ectionL 4b Plan 7iew %6 16..#. etoda Balanced $angential *etoda ini membagi dua interval dimana untuk bagian atas interval digunakan sudut inklinasi dan a5imuth pada titik awal interval dan untuk bagian bawah interval digunakan sudut inklinasi dan a5imuth pada titik akhir interval. Prinsip dari metoda ini ditunjukkan oleh #ambar $%.)(.
MD D1 sin I 1 2 MD D2 sin I 2 2 MD sin I 1 sin I 2 D D1 D2 2
MD VD1 cos I 1 2 Prinsip Directional Drilling
39
MD VD2 cos I 2 2
Gambar 16.'%. Balanced $angential ethod ) 4a 7ertical "ectionL 4b Plan 7iew %6
VD VD1 VD2
MD 2
cos I cos I 1
2
N N 1 N 2 D1 cos A1 D2 cos A2
MD
2
sin I
1
cos A1
sin I 2 cos A2
E E 1 E 2 D1 sin A1 D2 sin A2 I
MD 2
sin I
1
sin A1
sin I 2 sin A2
16..%. etoda Angle A5eraging Prinsip dari metoda ini adalah menggunakan rata-rata sudut inklinasi dan rata-rata sudut a5imuth dalam menghitung @%ertical &epth;, @&eparture;, dan posisi. Perhitungan dengan menggunakan metoda ini hampir sama dengan menggunakan metoda tangensial.
I I 2 D MD sin 1 2 I I 2 VD MD cos 1 2
I I A A2 E MD sin 1 2 sin 1 2 2 I I 2 A A2 N MD sin 1 cos 1 2 2 40
Prinsip Directional Drilling
16..'. etoda +adius of (ur5ature *etoda ini menganggap bahwa lintasan yang melalui dua station berbentuk kurva yang mempunyai radius of curvature tertentu. Prinsip perhitungan dengan menggunakan metoda ini ditunjukkan oleh #ambar $%.)).
TVD H
360 MD
2 I 2
I 1
360 MD
2 I 2
I 1
sin I sin I 2
1
cos I cos I 2
2
360 MD cos I cos I sin A sin A N 4 A A I I 2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
360 MD cos I cos I cos A cos A E 4 A A I I 2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
Gambar 16.''. etoda +adius of (ur5ature %6
Prinsip Directional Drilling
41
Gambar 16.'*. etode inimum of (ur5ature%6 16..*. etoda inimum of (ur5ature Persamaan metoda minimum of curvature hampir sama dengan persamaan metoda balanced tangential, kecuali data survey dikalikan dengan faktor RF .
2 DL tan DL Radia 2 derajat
RF
dimana
DL I dog-leg angle
CosDL cos I 2
TVD N E
MD 2
MD 2
MD 2
I 1 sin I 1 sin I 2 1 cos A2 A1
cos I cos I RF 1
sin I
cos A1
sin I
sin A1
1
1
2
sin I 2 cos A2 RF sin I 2 sin A2 RF
16..6. etoda ercury *etoda mercury adalah perbaikan dari metoda balanced tangential dengan memasukkan faktor koreksi panjang dari alat survey yang dipergunakan.
MD !TL TVD cos I 2 cos I 1 !TL cos I 2 2
42
Prinsip Directional Drilling
MD !TL N sin I 1 cos A1 sin I 2 cos A2 !TL sin I 2 cos A2 2 MD !TL E sin I 1 sin A1 sin I 2 sin A2 !TL sin I 2 sin A2 2 dimana 71 adalah panjang peralatan survey. 9ontoh ( 3uatlah evaluasi 7rajektori Pemboran dari data survey sbb D nklinasi Arah $00 0 0 '00 $0,$ %o 6 (00 $(,) %+o 6 )00 $%,( +o 6 +00 $/,% %$o 6 8itunglah menggunakan metoda 8itunglah menggunakan metoda a. 7angential b. 3alanced 7angential c. Angle Averaging d. Madius of 9urvature e. *inimum of 9urvature f. *ercury, dengan panjang alat urvey I $+ feet 9ontoh ) $. Perancangan Pemboran *iringPerencanaan pemboran miring dilaksanakan berbentuk G3uild and 8oldG terhadap suatu target dengan kedalaman 7OD 000 feet, Posisi target orth "& $$$ feet dan Cast "C& )+ feet. Peralatan 38A yang dipakai akan menghasilkan kecepatan pembentukan sudut kemirian "34M& sebesar $o > $00 ft, dimana pembentukan lengkungan pertama "2:P& pada kedaaman pemboran "*D& (000 feet. 3uatlah rencana lintasan "7rajectory& serta urutan-urutan perhitungannya, dan isilah tabel berikut D4feet nklinasi 4! o $7D 4feet Displacement 4E! feet 0 0 0 0 $000 '000 (000 "2:P& )000 +000 %000 000 000
Prinsip Directional Drilling
43
'. Cvaluasi 7rajektori Pemboran *iring 7entukanlah jarak displacement "8& dan arah akhir "-C& untuk setiap *easure Depth "*D& dengan metoda 3alanced 7angential. Berikanlah
contoh secara lengkap tentang perhitungannya: Depth 4D 4feet +000 "2:P& +$00 ++00 %000 000 000
nclination 4Degrees
Direction
Departure 4E 4feet
0
0oC
0
$.0 '.+ (.+ +.0 (.0
$0oC $'oC + o6 $+o6 (+o6
Final Direction 4 0oC
3 !erancangan !e"#oran $iring!erancangan pe"#oran "iring %ilakukan #er#entuk &'eturn to ertical& terha%ap suatu target %engan ke%ala"an * 8000 +eet, !osisi target -orth (-) 1311 +eet %an .ast (.) 1511 +eet !eralatan B/ yang %ipakai akan "enghasilkan kecepatan peningkatan su%ut ke"iringan (B') se#esar 1o 100 +t %an penurunan su%ut se#esar 2o 100 +t, %i"ana pe"#entukan lengkungan perta"a (4!) pa%a ke%ala"an pe"#oran ($*) 2100 +eetBuatlah rencana lintasan (raectory) serta urutan6urutan perhitungannya, %an isilah ta#el #erikut %engan selang $* 1000 +eet, %an %ilengkapi titik 7'9., 4!, .4B, .4, .4*: D 4feet 0 "urface& ................ ................ ...............
nklinasi 4o 0 ................ ................ ...............
$7D 4feet 0 ................ ................ ...............
Displacement 4E! feet 0 ................ ................ ...............
Q4R $. Jelaskan dengan singkatS a. Alasan-alasan dilaksanakannya pemboran berarah b. Penyebab belokan selama pemboran c. Jenis Pemboran berarah '. ebutkan a. Alat-alat pembelokan sumur, dan jelaskan prinsip kerjanya S b. Alat-alat surveyS c. Alat-alat 3ottom 8ole AssemblyS (. ebutkan dan jelaskan metoda yang digunakan dalam pengarahan lubang, gambarkanS 44
Prinsip Directional Drilling
). Jelaskan dengan ingkat apa yang dimaksud a. 2:Pb. 7ODc. *easured Depthd. nklinasie. A5imuthf. Displacementg. Doglegh. Dogleg everityi. *PD1 3uat sketsa gambar untuk memperjelas penjelasan andaSDari manakah data-data tersebut diatas diperolehS +. a. ebutkan tujuan dilakukannya survey pada pemboran berarahS + b. *etode-metode apakah yang dipakai dalam menganalisa titik surveyS %. *asalah-masalah apakah yang sering timbul dalam pemboran berarah, jelaskanS . ebutkan dan gambarkan peralatan yang dipakai untuk pertama kali membelokan sumur "membentuk 2:P&S . Prinsip apa dan terangkan cara-cara untk memperbesar, menetapkan dan memperkecil sudut inclinasiS /. Jelaskan + "lima& metoda perhitungan penentuan letak sumur pada direc-tional drilling yang utamaS $0. *asalah-masalah apa yang sering terjadi pada pemboran hori5ontalS
Prinsip Directional Drilling
45
DAF$A+ PA+A$+ DA "A$2A I A5imuth, derajat I 2ecepatan sudut kemiringan, o>ft I Jarak vertical, feet D DL I udut dogleg, derajat DM I 7otal measured depth, feet DN I *easured depth hingga build up section, feet q I Mate of inclination angle, build up>panjang I udut inklinasi maksimum, derajat I 2etinggian sebenarnya suatu interval, feet Z I 8ori5ontal departure, feet H I nklinasi, derajat I I Panjang utara>selatan, feet L I Jarak hori5ontal, feet X "OP I 2ick of point I Jarak suatu titik * dari 2:P > panjang timur>barat, feet M MD I *easured depth, feet I Jari-jari kelengkungan lubang , feet r E I Pertambahan koordinat arah timur , feet H I Pertambahan hori5ontal departure , feet MD I Pertambahan measured depth , feet N I Pertambahan koordinat arah utara , feet TVD I Pertambahan 7OD , feet I I udut inklinasi, derajat & I nklinasi, derajat % I A5imuth, derajat
A b
DAF$A+ P2"$A&A $. AlliTuander, GDas *oderne MotarybohrenG, OC3 Deutscher Oerlag !uer #rundstoffindustrie,9lausthal-Rellerfeld, #ermany, $/% '. *ian *.A., GPetroleum Cngineering 8andbook for Practicing CngineerG, Ool.', Penn 6ell Publishing 9ompany, 7ulsa-:klahoma, $//'. (. Aguilera M., G8ori5ontal 6ells !ormation Cvaluation, Drilling, and Production, ncluding 8eavy :il MecoveryG, #ulf Publishing 9ompany, 8ouston, $//$. ). hort J., Gntroduction to Directional And 8ori5ontal DrillingG, Penn 6ell Publishing 9ompany, 7ulsa, $//(. +. A5ar J.J., GDrilling in Petroleum CngineeringG, *agcobar Drilling !luid *anual. %. #atlin 9., GPetroleum Cngineering Drilling and 6ell 9ompletionsG, Prentice 8all nc., Cnglewood 9liffs, ew Jersey, $/%0.
46
Prinsip Directional Drilling