BAB 3 PERALATAN DAN OPERASI PEMBORAN DI OFFSHORE Ada beberapa permasalahan pada pemboran di lepas pantai, hal ini karena kondisi lingkungan laut yang berbeda dengan lingkungan darat.
Secara umum peralatan yang digunakan sama dengan di darat, yaitu peralatan sistim angkat, rotasi, sirkulasi. tenaga dan pengendalian semburan liar. Hanya saja di lepas pantai masih memerlukan peralatan-peralatan khusus yang akan dibahas pada s ub-bab berikut.
3.1 Oper Operasi asi Pemboran Pemboran Pada Pada Fixed Pa!"orm Pa!"orm
Pemboran pada anjungan tetap tidak banyak berbeda dengan pemboran di darat. Sudan barang tentu di sini sumur-sumur dibor secara berarah ( directional drilling ) membentuk membentuk sistim klaster untuk mencapai pola spasi pengu-rasan yang baik.
Perb Perbed edaa aann nnya ya umum umum deng dengan an pemb pembor oran an di dara darat, t, pada pada pemb pembor oran an lepa lepass pant pantai ai yang yang menggunakan fied platform diperlukan perencanaan khusus pada instalasi marine conductor, control beban pada platform, dan komplesinya.
3.1. 3.1.1 1
Mari Marine ne #ond #ond$% $%!o !orr Ins! Ins!a aa! a!io ion n
!ari !arine ne "ond "onduc ucto torr diseb disebut ut juga juga deng dengan an isti istilah lah dri# dri#ee pipe pipe,, adal adalah ah pipa pipa yang yang umum umumny nyaa berdiameter $%&, dan mempunyai ketebalan $'& sampai & dari grade A. yang dilengkapi dengan dri#e shoe. Sambungannya dengan menggunakan las atau dengan type sarnbungan yang dibuat oleh *+" /01S2.
0ri#e pipe diturunkan menembus guide ring, yang mana merupakan instalasi dari platform pada spasi sendiri selama tahapan konstruksi. 2ings memberikan daya dukung lateral pada sumur diatas dasar laut. Pemasangan dri#e pipe dilakukan dengan diesel hammer, sehingga menembus dasar laut. 3emampuan diesel hammer, harus cukup untuk operasi ini-, seperti pada delmag type 0-44 yang dapat memberikan energi sebesar %,%%% ft-lbs, dengan jumlah langkah % sampai 5% permenit.
Hammer dipukulkan pada bagian atas dri#e pipe, yang ditangani dari tra#elling block dengan sling sling yang yang berdia berdiamet meter er .5 in dengan dengan berat berat hammer hammer sekitar sekitar 6,%%% 6,%%%b b.. Setela Setelah h dri#e dri#e pipe pipe ditempatkan lalu dipotong pada ketinggian yang memungkinkan untuk dipasang peralatan flo7 line dan fill up line, kemudian kemudian operasi pemboran pemboran dapat dilakukan. dilakukan. Pada tahap a7al umumnya
- 88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 8888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 8888888888888888888
pemboran dilakukan dengan air laut.
Permasalahan yang lain pada operasi pemboran lepas pantai ini, adalah kedalaman air laut yang akan mempengaruhi setting depth dari marine conductor dan dalam penyemenan casing. !isalnya pada fied platform yang mempunyai kedalaman laut 5% ft, kedalaman marine conductor dari dasar laut dinyatakan sebagai 0s (lihat gambar 9.). 3etinggian flo7line dari permukaan laut adalah 95 ft, dan sumur akan dibor dengan air laut dengan gradien %.6 psi'ft. Aliran fluida sepanjang annulus yang memba7a cutting, mempunyai gradien %.6% psi'ft, dan anggapan lain formation gradien pada lapisan tanah sebesar %.65% psi'ft. perasi pemboran diharapkan tidak akan memecahkan formasi diba7ah sepatu marine conductor, maka harga 0s dapat ditentukan sebagai berikut:
(5% ;s7) < (0s;f) (95<5%<0s);af
dimana : gs7 ;f ;af ;s7
= ;radien sea7ater = %.66 psi'ft
;f
= ;radien formasi - %.65% psi'ft
;af
= ;ardien fluida dianulus lubang = %.6% psi'ft
0engan memasukan harga diatas, maka setting depth marine conductor (0s) adalah 4 ft di ba7ah dasar laut.
Pada saat tertentu ketika casing string akan disemen, hams juga mempertimbangkan kedalaman laut dan setting depth marine conduc-tornya. 3etinggian bubur semen pada anulus harus diperhitungkan, karena akan mendesak lantai bor, yang mana biasanya diambil $% sampai % ft dari pennukaan laut. Hal lain yang harus diperhatikan adalah kenaikan dari formation strength ketika penyemenan dan pada 7aktu filter cake semen mengganti mud cake.
!aka ketinggian semen dari permukaan laut (H), yang tidak menyebabkan keretakan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
( (H<07<0s);c) > (07 ;7 < 0s ;f ) dimana : H = 3etinggian puncak semen dari muka air laut, ft ;s = ;radien air laut, psi'ft ;c = ;radien semen, psi'ft
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - 4
;f = ;radien formasi, psi'ft 07 = 3edalaman air laut, ft 0s = 3edalaman marine conductor dari dasar laut, ft 2igit type centraliier biasanya digunakan pada annulus antara marine conductor dan conductor. Setelah conductor disemen, dri#e pipe dipo-tong dan 7ell deck, dan dipasangcasing head housing pada conductor. ?lensa riser nipple yang sesuai dipasang pada sambungan di hoising. /ipple dipasang dari conductor sampai @P deck, dimana pre#enter ditempatkan.
2angkaian casing yang sesuai didudukan pada con#ensional manner dengan slip dan seal asemblies atau boll 7ee#il type casing hangers. @erat rangkaian casing tidak ditanggung oleh platform.
3.1.&
Pa!"orm Load #on!ro
Platform sudah barang tentu dirancang untuk suatu kondisi beban tertentu. Sebagai akibat dari maksimum beban yang diiinkan, penekanan beban pada penempatan peralatan yang permanen hams mempertimbangkan #ariasi distribusi beban pada platform. Anjungan harus mampu menahan beban menara, beban pada rangkaian pipa-pipa berat, pipa dan racks, cairan dan lumpur, barite, cemical, air, minyak pelumas dan lain-lainnya.
Setelah penempatan peralatan diketahui maka beban maksimum yang diderita platform dapat dihitung. Sudah barang tentu beban maksimum pada saat operasi tidak boleh melebihi kapasitas beban maksimum yang diijinkan.
3.1.3
#ompe!ion pada Fixed Pa!"orm
eknik komplesi ber#ariasi dari suatu daerah ke daerah lainnya. @agaimanpun secara umum untuk penempatan safety de#ices diba7ah dasar laut, untuk menjaga kejadian semburan liar yang akan merusak atau menshancurkan sumur dari dasar laut. B-mastree dan safety #al#e yang dipasang sesuai dengan tekanan kerjanya. 0alam suatu daerah operasi pemboran, sumur yang telah dikomplesi dapat diproduksi pada anjungan tersebut.
3.& Operasi Pemboran Pada 'a%()$p Ri*
Perbedaan sistim yang digunakan untuk memulai suatu operasi pemboran dengan menggunakan unit jack-up, sangat tergantung pada kedalarnan air, dan maksimum kondisi laut selama sumur tersebut diproduksi. Selain hal di atas juga dipengaruhi oleh pemilihan type komplesi nantinya, apakah akan dikomplesi di permukaan atau di dasar laut.
3.&.1
Free S!andin* +e
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - $
Pada operasi lapangan pengembangan, dimana keadaan air merupakan batasan dan kondisi laut mendukung, maka sumur akan dikomplesi di permukaan dengan demikian sumur berdiri bebas (free standing 7ell). Cadi tanpa adanya pendukung (penyangga).
0ri#e pipe akan dipalu masuk kedalam dasar laut sampai kokoh. Cika tidak dapat menembus formasi dasar laut karena dasar laut yang keras, pemasangan dri#e pipe dilakukan dengan cara membor sampai kedalaman dri#e shoe yang memadai, kemudian disemen supaya kokoh.
Setelah conductor hole di bor, kemudian conductor string diturunkan dan disemen mulai dari dasar laut. "entralier digunakan pada anulus dri#e pipe mulai dari dasar laut. 0ri#e pipe dan conductor dipotong diatas ketinggian permukaan laut kemudian dipasang rumah casing head, drilling spool dan hydril pre#enter di atas flensa. ?asilitas dari instalasi ini terletak pada bagian ba7ah lubang dari lantai bor.
perasD pemboran selanjutnya dilakukan seperti pada operasi pembo-ran yang lain. "asing yang sesuai tidak mungkin untuk digantungkan pada permukaan, karena akan memberikan beban dan menyebabkan pelengkungan pada pipa antara dasar sumur sampai di permukaan. 1ntuk itu umumnya digunakan tis type E casing hanger pada sumur tersebut. Secara umum, ada dua bagian dasar. yaitu : casing hanger landing nipple, dan linger assembly.
3.&.&
Pro!e%!i,e +e 'a%(e!
Cacket pelindung sumur (protecti#e 7ell jacket) diperlukan pada pemboran dengan kedalaman air relatif besar atau kondisi laut yang tidak memungkmkan untuk dipasang free standing 7ell dan sumur akan dikomplesi dipermukaan, maka diperlukan struktur penyangga dengan menempatkan 7ell jacket
Cacket dan dri#e pipe akan diset oleh engginering departement untuk kedatangan rig. @iasanya hanya pada sumur pengembangan. Alterna-tif lain jika sumur telah dibor dengan free standing 7ell, daya dukung lateral dapat diberikan oleh drilling slot, maka pemasangan jacket dapat juga dilakukan setelah penyemenan production casing, jika nyata-nyata s umur akan dikomplesi.
3.&.3
M$d Line S$spension
0engan mudline suspension system, casing string akan duduk pada dasar laut dengan hanger dan akan diperpanjang ke permukaan dengan menggunakan casing riser. Sistim ini diterapkan dengan penempatan di permukaan dari kon#ensional 7ell head dan peralatan blo7 out pre#enter.
Sistim ini mempunyai keuntungan besar, jika ada tanggapan terhadap kemungkinan perubahan
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 -
sistim komplesi sumur yang memungkinkan. 3eunggulan sistim ini antara lain :
a.
Cika
sumur
pemboran.
akan Cacket
dikomplesi
di
pelindung
harus
permukaan
segera
ditempatkan
setelah
untuk
operasi
menyokong
sumur. b.
Cika sumur akan dikomplesi dengan subsea tree (komplesi dasar laut), segera dapat dilakukan setelah operasi pemboran.
c.
Cika sumur kering, 7ellhead dan @P eFuipment akan dipindahkan, dan casing string diperpanjang untuk melindungi kedudukan mud line di lokasi bebas dari rintangan di dasar laut.
d.
Cika minyak didapat dari sumur atau sumur perkiraan, casing string estension akan diperlukan dan sumur sementara ditinggalkan sam-pai saat tertentu. 0an pada saat akan dikomplesi casing estension diambil kembali.
!ud line suspension dan teknik komplesinya pada dasar laut akan dapat disesuaikan dengan jumlah uang yang ada. Pada saat sekarang metoda subsea completion hanya digunakan pada lapangan pengem-bangan oleh suatu perusahaan. idak pada sumur esplorasi, yang diperoleh dengan peralatan mud line suspension, dikomplesi pada dasar laut.
0ipasang casing dan diantara casing-casing itu dihubungkan oleh suatu conection sehingga menjadi kokoh. 3urang disukai hanya untuk perairan dangkal. 1mumnya digunakan di jack-up rig atau fied platform, dimana tidak digunakan riser pipe karena tidak ada gerakan. 1ntuk submersible rig operasi pemborannya hampir sama dengan jack-up rig.
3.3 Pemboran Pada Foa! S-s!em
Adanya pemboran terapung telah memacu timbulnya suatu teknologi baru, untuk mengatasi respon gerak terhadap ombak pada saat operasD pemboran. 1ntuk itu diperlukan suatu sistim pemipaan untuk menghubungkan antara unit terapung yang mempunyai 9 derajad kebebasan gerak dengan dasar laut yang menetap. Sistim ini disebut dengan drilling riser atau marine riser system.
3.3.1 Marine Riser S-s!em
!arine riser adalah suatu sitim rangkaian yang menghubungkan antara @P stack dasar laut dengan permukaan yang dapat bergerak fleksible. 1kuran dari marine riser tergantung dari ukuran lubang blo7 out pre#enter. 1ntuk 4%& stack digunakan 4& 0, untuk $- $'G& stack digunakan 9& 0, dan untuk 9-$'G& 0 marine riser.
!arine riser dibuat sedemikian rupa, sehingga tahan mengalami gaya regang sepanjang
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - 5
kedalaman air tanpa mengalami kelelahan sistim, cukup fleksible untuk menyesuaikan diri dengan gerakan kapal akibat pengaruh arus laut, serta berfungsi sebagai penghantar aliran lumpur antara kapal dan sumur sekaligus sebagai penghantar aliran fluida hidrolik dari atas kapal ke @P.
!arine riser tersusun dari beberapa kbmponen yang saling menunjang kerja sistim. !asingmasing komponen tersebut antara lain : . 2iser joint 4. Slip joint $. @all joint . 3ill "hoke line
1ntuk lebih jelasnya gambar marine riser system untuk operasi pem-boran, dapat dilihat pada gambar $.
;ambar $.
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - 9
!arine 2iser System
a. Riser 'oin!
@erbentuk suatu ruas-ruas pipa, untuk mencegah kelelahan metal, sepanjang ruas dibuat utuh tanpa sambungan yang dilas. Pada kedua sisi luarnya dipasang pipa lain yang berukuran lebih kecil untuk mengantar fluida hidrolik ke @P. Antar ruas dihubungkan oleh baut-baut, yang jumlahnya ber#ariasi dari dua sampai enam buah. Pada ujung kedua ruasnya dipasang ring penjepit untuk mencegah kebocoran. Setelah selurub ruas tersambung dan menghubungkan antara kapal dengan @P, maka drill string dapat masuk kedalam-nya untuk operasi pemboran.
b. Sip 'oin!
@erupa dua buah lingkaran pipa konsentris, yang dipasang pada bagian ujung atas rangkaian marine riser. Eingkaran luar pipa disebut outer bar el, bagian ini terikat dengan kabel-kabel baja dengan tensioner sistem, agar regangan riser dapat dipertahankan. @agian dalam pipa disebut inner barrel, adalah suatu pipa baja yang disambungkan dengan di#erter, inner barrel akan diikatkan oleh kabel baja ke lantai rig.
%. Ba 'oin!
@erbentuk dua silinder logam konsentrik, yaitu silinder dalam dan silinder luar. Silinder luar mempunyai ruang dalam yang berbentuk bola, dan silinder dalam juga berbentuk bola sehingga sambungan keduanya menjadi satu rangkaian engsel ke segala arah.
d. i / #0o(e ine
3ill "hoke line adalah bagian integral dan riser untuk membe-baskan dengan kontrol permukaan, suatu fluida formasi tekanan tinggi yang tersekap oleh rams @P.
e. omponen ban!$ ainn-a
iga alat bantu yang dipergunakan dalam rangkaian marine riser sistem, antara lain: 3omponen bantu sambungan, komponen bantu pengapung dan riser tensioner.
3.3.& Bo O$! Pre,en!ion S-s!em
Pada pemboran terapung peralatan @P terletak di dasar laut, maka perlu diadakan beberapa modifikasi agar @P mampu beroperasi di dasar laut dengan baik. @eberapa perubahan yang dilakukan, antara lain : . !emperbesar ukuran @P 4. Hams dipertimbangkan tekanan hidrostatik air laut terhadap @P
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - 6
$. Hams dipertimbangkan pula 7aktu reaksi @P . 1ntuk menghindarkan pressure drop aliran balik, maka setelah digunakan fluida hidrolik dibuang di dasar laut. Sehingga perlu dipertimbangkan penggunaan jenis fluida yang tidak menimbulkan pencemaran, tidak korosi# dan ber#iscositas rendah.
a. omponen)(omponen BOP s-s!em
3omponen @P system pada pemboran yang meletakan @P di dasar laut hampir sama dengan yang diletakan di darat atau pada permukaan fied platform. Hanyan ada beberapa perbedaan dalam modifikasinya saja.
3omponen @P system dasar laut ini. antara lain : rams, annular pre#enter (AP), Hydrolic "onection (H"). dan 3ill "hoke *al#e (3"*).
a. 2ams : @erupa lempeng baja masi# dilengkapi dengan penyekat karet masi#, digerakan dengan hidrolik. Ada duajenis yaitu pipe ram dan blind ram. a.4 Annular pre#enter : terdiri dari elemen karet masi# yang diper-lukan untuk menyekat sekeliling drill pipe. a.$ Hydrolik "onnector : alat ini dipasang antara 7ellhead dan @P, kemudian antara @P dan riser. Pengontrolan alat ini dari permukaan dan dikenal ada dua type dasar, yaitu mandrell type connector dan collet connector. a. 3ill choke #al#e : #al#e ini menjadi satu bagian dengan @P, fungsinya untuk mengontrol aliran fluida keluar atau masuk sumur pada saat @P tertutup. *al#e ini dihubungkan dengan riser dan tersambung dengan choke manifold di permukaan.
Pada sistim ini diperlukan peralatan tambahan choke and kill line menempel pada riser pipe, dan temporary guidebase (lihat gambar $.4). 3euntungan dari @P berada diba7ah permukaan laut, yaitu jika ada kick tertutup langsung di lubang, tetapi jika terda-pat di permukaan dapat saja bocor atau riser pipe menjadi rusak, sehingga operasi penutupan sumur menjadi gagal.
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - G
;ambar $.4 3ill "hoke *al#e
Sebelum pemasangan @P di dasar laut kondisi keadaan tanah bagian atas dasar laut harus dicheck dengan penyelaman. "ara penurunan temporary guidebase dapat dilihat pada gambar $.$. Susunan @P systim yang terletak di dasar laut dapat dilihat pada gambar $., berikut.
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - I
;ambar $.$ "ara Pemasangan @P
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - %
;ambar $. Susunan @P
b. Pen*on!roan BOP
Pengontrolan @P memerlukan sistim flingsi hidrolik yang mem-punyai effisiensi tinggi,
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 -
sehingga mampu mengaktifkan kerja stack secepat mungkin. Sistim ini memerlukan aliran fluida kecepatan tinggi untuk mendukung flingsi utamanya. Sebagai contoh untuk mengaktifkan rams perlu 7aktu G detik dan #olume fluida hidrolik 5 galon untuk rams kecil dan 5 gallon untuk rams yang besar.
erdapat dua macam sistim pengontrol, yaitu sistim hidrolik dan sistim elektronik yang dibuat oleh /E 2; +J1P!+/ dan HK02EE. Sistim +lektrohidrolik memberikan respon perintah lebih cepat dari sistim hidrolik.
Sistim peralatan hidrolik ini terdiri dari beberapa komponen, antara lain : *al#e, pilot line, regulator, control pod, accumulator dan unit hidrolik. Sebagian illustrasi dari sistim kontrol hidrolik dari /E 3!+K, untuk @P ba7ah air dapat dilihat pada gambar $.5. Sedangkan jenis sistem kontrolnya dapat dilihat pada gambar $.9.
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - 4
;ambar $.5 Sistem @P di @a7ah Air
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - $
;ambar $.9 Sistem Pengontrolan @P
3.3.3 R$%(er Hea,e #ompensa!ors
Peralatan ini digunakan sebagai marine riser dan guide line tensioner. Pada sistem ini, line dijaga tetap pada kondisi tension yang dihubungkan dengan rangkaian multiple-shea#e.
ension pada line dijaga dan dipertahankan dengan menggunakan high pressure oil dalam silinder dan accumulator, yang diback-up dengan udara bertekanan tinggi.
3.3.2 ompesi Pada ni! Terap$n*
3omplesi pada sumur-sumur yang dibor dengan unit terapung umum-nya dikomplesi dengan sistim komplesi dasar laut, baik dengan sistim S+AE banyak sumur atau dengan sistim Eockhead Petroleum ser#ice. Sedang sistim marine riser yang digunakan untuk operasi produksi disebut dengan production riser.
3.3.4 Tes! S$m$r Pada ni! Terap$n*
Pada prinsipnya sama dengan di darat, hanya saja diperlukan beberapa peralatan tambahan pada operasinya. 0S dilakukan bersamaan dengan operasi pemboran, yang bertujuan untuk uji kandungan lapisan.
Peralatan 0S pada operasi lepas pantai, antara lain : Pressure recorder, perforated tail pipe, packer, 0S control #al#e, minor pipe string, slip joint system, mayor pipe string, sertasubsea test tree. 1ntuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar $.6
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 -
;ambar $.6 Peralatan dan Sistem Pengujian Sumur
88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888 - 5
