BAB II DENSITAS, SAND CONTENT DAN PENGUKURAN KADAR MINYAK PADA LUMPUR PEMBORAN.docx

BAB II

DENSITAS, SAND CONTENT DAN PENGUKURAN KADAR MINYAK PADA LUMPUR PEMBORAN

2.1.

Tujuan Tu juan Percoaan

1. Menent Menentuka ukan n besarny besarnyaa kandun kandungan gan pasir pasir (%) yang terkand terkandung ung dalam dalam lumpur pemboran. 2. Mene Menent ntuk ukan an dens densit itas as lump lumpur ur pemb pembora oran n deng dengan an meng menggu guna naka kan n mud mud  balance. 3. Menent Menentuka ukan n kadar minyak minyak dan padatan padatan yang yang terdapat terdapat dalam dalam lumpur  lumpur   bor. 4. Menent Menentuka ukan n standar standar sand sand conte contect ct yang yang baik. baik. 5. Mene Menent ntu ukan kan hubu hubung ngan an anta antara ra kadar adar miny inyak deng dengan an pera perala lata tan n  pemboran.

2.2.

Teor! Te or! Da"ar

2.2. .2.1. Den Den"!# "!#a"

Lumpur memiliki peranan yang sangat besar dalam menentukan kebe keberh rhasi asilan lan suat suatu u oper operasi asi pemb pembor oran an sehin sehingg ggaa perlu perlu dipe diperh rhati atika kan n siat!siat dari lumpur tersebut seperti densitas" #iskositas , gel strength atau ataupu pun n  filtration loss. loss. $ensitas lumpur berhubungan langsung dengan ungsi ungsi lumpur lumpur bor sebagai sebagai penaha penahan n tekanan tekanan ormasi ormasi.. $engan $engan densita densitass lumpur pemboran yang terlalu besar akan menyebabkan lumpur hilang ke ormasi (lost (lost circulation)" circulation)" sedangkan apabila densitas lumpur pemboran terlalu kecil akan menyebabkan menyebabkan kick  (masuknya   (masuknya luida ormasi ke dalam lubang sumur). leh karena itu" densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan ormasi yang akan dibor. $ens $ensit itas as

lump lumpur ur

pemb pembor oran an

dapa dapatt

meng mengga gamb mbar arka kan n

grad gradie ien n

hidros hidrostati tatik k dari dari lumpur lumpur pembor pemboran an dalam dalam psi&t psi&t.. 'amun" 'amun" di lapang lapangan an umumnya dipakai satuan pound satuan  pound per gallon (ppg). gallon  (ppg). $engan asumsi!asumsi sebagai berikut 11

12

1. olume lume setiap setiap materia materiall adalah adalah additive  additive  Vs +Vml =Vmb 2. *uml *umlah ah ber berat at ada adala lah h additive" additive" maka  +ss , +ml - ml  +mb - mb /eterangan  s  olume solid  lume  solid " gallon ml  olume lumpur lama" gallon mb  olume lumpur baru" gallon +s  $ensitas solid " ppg +ml  $ensitas lumpur lama" ppg +mb  $ensitas lumpur baru" ppg $ari persamaan 1 dan 2 di dapat 

( ρmb- ρml ) Vml s 

ρs-ρmb

/arena 0at pemberat ( solid   solid ) beratnya adalah  s  s - +s

ila dimasukkan ke persamaan 3  Ws =

( ρmb- ρml ) Vml ρs-ρmb

 x ρs

% #olume solid  #olume solid    

( ρmb- ρml ) Vs x 100% 100% =  x 100% Vmb ρs- ρml % berat solid  berat solid    

13

ρs x Vs (ρmb- ρml)ρs  x 100% =  x 100% ρmb x Vmb (ρs- ρml)ρml

Maka bila yang digunakan sebagai solid   adalah barite dengan  4.3 untuk menaikkan densitas lumpur lama seberat +ml ke lumpur baru sebesar +mb setiap bbl" lumpur lama memerlukan berat  solid " s sebanyak 

s 

684 x

(ρmb- ρml) (35.8- ρmb)

/eterangan  s

 erat solid  0at pemberat " kg barite&bbl lumpur.

edangkan apabila yang digunakan sebagai pemberat adalah bentonite dengan  2.5 maka untuk tiap barrel  lumpur diperlukan 

s 

398

(ρmb- ρml) (20.825- ρmb)

/eterangan  s  /g bentonite&bbl lumpur lama

2.2.2. Sand Content  ercampurnya serpihan!serpihan ormasi (cutting ) ke dalam

lumpur pemboran akan memba6a pengaruh pada operasi pemboran. erpihan!serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan" dalam hal ini akan menambah beban pada mud pump. leh karena itu" setelah lumpur  disirkulasikan maka harus mengalami proses pembersihan dengan  berbagai 7enis!7enis peralatan" terutama menghilangkan partikel!partikel

14

yang masuk ke dalam lumpur selama sirkulasi. 8eralatan!8eralatan tersebut disebut dengan Conditioning Equipment " antara lain  a. Shale Shaker  erungsi membersihkan lumpur dari serpihan!serpihan atau cutting  yang berukuran besar. 8enggunaan  screen  (saringan) untuk problematika padatan yang terba6a dalam lumpur  men7adi salah satu pilihan dalam solid control equipment . Solid  & padatan yang mempunyai 7ari!7ari yang lebih besar dari 7ari!  7ari  screen akan tertinggal & tersaring dan dibuang" sehingga  7umlah  solid  dalam lumpur bisa terminimalisasi. *ari!7ari  screen diatur agar polimer dalam lumpur tidak ikut terbuang. /erusakan screen dapat diperbaiki dan diganti.

Gambar 2.1. Shale Shake

b. Degassser  erungsi membersihkan lumpur dari gas yang mungkin masuk ke dalam lumpur pemboran. 8eralatan ini sangat berungsi pada saat  pemboran menembus 0ona  permeable" yang ditandai dengan  pemboran men7adi lebih cepat" densitas lumpur berkurang dan #olume lumpur pada mud pit  bertambah.

15

Gambar 2.2. Degasser 

c. Desander  erungsi membersihkan lumpur dari partikel!partikel padatan yang berukuran kecil yang biasanya lolos dari shale shaker .

Gambar 2.3. Desander 

d. Desilter . erungsi seperti desander " namun desilter   membersihkan lumpur  dari partikel!partikel yang berukuran lebih kecil. elain dapat menggunakan penyaringan dengan  screen terkecil" penyaringan dengan menggunakan mud cleaner " karena dapat lebih murah dan lebih praktis. 8enggunaan desilter   dan mud cleaner   harus dioptimalisasi oleh beberapa aktor" seperti berat lumpur" nilai asa

19

cair" komposisi  solid   dalam lumpur"

biaya logistik yang

 berhubungan dengan bahan kimia dan lain!lain. 'ormalnya berat lumpur yang dikehendaki sekitar 1:.;.

Gambar 2.4. Desilter 

8enggambaran  sand content  dari lumpur pemboran merupakan  persentase #olume dari partikel!partikel yang diameternya lebih besar dari <4 mikron. =al ini dilakukan melalui pengukuran dengan saringan tertentu. *adi persamaan untuk menentukan kandungan pasir ( sand  content ) pada lumpur pemboran adalah 

n=

Vs  x 100% Vm

/eterangan  n  /andungan pasir   s  olume pasir dalam lumpur   m  olume lumpur   2.2.$. Pen%u&uran Ka'ar M!n(a&  /andungan minyak adalah banyaknya minyak yang terkandung

dalam lumpur emulsi dimana air sebagai bahan dasarnya. Lumpur emulsi yang baik adalah lumpur pemboran dengan kadar minyak maksimal sebesar > 15 ? 2: %. /adar minyak dalam lumpur emulsi mempunyai

1<

 pengaruh yang cukup besar terhadap la7u pemboran. =al ini terutama karena minyak akan memberikan pelumasan sehingga pahat lebih a6et" mengurangi pembesaran lubang bor dan mengurangi penggesekan pipa bor  dengan ormasi serta mengurangi kemungkinan ter7adinya 7epitan terhadap  pahat. @kan tetapi setelah mele6ati kandungan minyak optimum tersebut" kenaikan kadar minyak akan menyebabkan penurunan la7u pemboran" hal ini te7adi pada permukaan bit yang lebih licin saat kontak dengan batuan ormasi karena adanya pelumasan yang berlebihan. 2.$. Pera)a#an 'an Ba*an 2.$.1. Pera)a#an

1. Mud Balance . !etort "it  #. Multi Mi$er  4.   %etting   &gent  5.   Sand  Content  Set  9. elas Akur 

5:: cc e.

1;

. g. h. i.  7. k. l. m. n. o.  p. B. r. s. t. u. #. Gambar 2.5. Mud Balance

6.  x.

Gambar 2.. !etort "it  y.

+. ab.

aa. Gambar 2.#. Multi Mixer  

ac. ad.

ae. a$. ag.

Gambar 2.%. &etting 'gent  

ah. a(.

al.

ai. Gambar 2.). Sand Content Set   ak.

a. ao.

an. Gambar 2.1*. Gelas +kur 5** cc

ap. 2.$.2. Ba*an 1. Barite . Bentonite @ir a6ar ( &quades) $. a-.

ar. as. at. au. Gambar 2.11. Barite a,. a-.

ax. a. a/. Gambar 2.12. Bentonite a. .

bc. bd. e. Gambar 2.13 'ir 0a-ar  'uades/

0. 2.. Pro"e'ur Percoaan %.

2..1. Den"!#a" Luur

1. Mengkalibrasi peralatanan mud balance sebagai berikut a. Membersihkan peralatanan mud balance  b. Mengisi cup dengan air hingga penuh" lalu tutup dan dibersihkan  bagian luarnya. /eringkan dengan kertas tissue c. Meletakkan kembali mud balance pada kedudukan semula. d. Menempatkan rider  pada skala ;.33 ppg

e. Mencek pada le#el glass bila tidak seimbamg atur calibration  scre' sampai seimbang. 2. Menimbang beberapa 0at yang digunakan. 3. Menakar air 35: cc dan dicampur dengan 22.5 gr bentonite. Caranya air dimasukkan dalam be7ana lalu dipasang multi mi$er   dan bentonite dimasukkan sedikit demi sedikit setelah multi mi$er  di7alankan. elang  beberapa menit setelah dicampur" be7ana diambil dan isi cup mud  balance dengan lumpur yang telah dibuat. 4. Menutup cup dan lumpur yang melekat pada dinding bagian luar dan tutup cup dibersihkan. 5. Meletakkan balance arm pada kedudukan semula" lalu mengatur rider  hingga seimbang. aca densitas yang ditun7ukkan oleh skala. 9. Mengulangi langkah lima untuk komposisi campuran yang berbeda.  bh. !.

2..2.  Sand Content 

1. Mengisi tabung gelas ukur dengan lumpur pemboran dan tandai. ambahkan air pada batas berikutnya. utup mulut tabung dan kocok  dengan kuat. 2. Menuangkan campuran tersebut ke saringan. iarkan cairan mengalir  keluar melalui saringan. ambahkan air ke dalam tabung" kocok dan tuangkan kembali ke saringan. Alangi hingga tabung men7adi bersih. Cuci pasir yang tersaring pada saringan untuk melepaskan sisa lumpur  yang melekat 3. Memasang  funnel  pada sisi atas  sieve. $engan perlahan!lahan balik  rangkaian tersebut dan masukkan u7ung  funnel   ke dalam gelas ukur. =anyutkan pasir ke dalam tabung dengan menyemprotkan air melalui saringan hingga semua pasir tertampung dalam gelas ukur. iarkan  pasir mengendap. $ari skala yang ada pada tabung" baca persen #olume dari pasir yang mengendap. 4. Mencatat sand content  dari lumpur dalam persen #olume.  b7. &.

2..$. Penen#uan Ka'ar Ca!ran La!"an

1.

Mengambil himpunan retort  keluar dari insulator blok " keluarkan mud chamber  dari retort .

2.

Mengisi upper chamber  dengan steel 'all .

3.

Mengisi mud chamber  dengan lumpur dan tempatkan kembali tutupnya" bersihkan lelehan lumpurnya.

4.

Menghubungkan mud chamber   dengan upper chamber " kemudian tempatkan kembali dalam insulator .

5.

Menambahkan setetes 'etting agent  pada gelas ukur dan tempatkan diba6ah kondensator.

9.

Memanaskan lumpur sampai tak ter7adi kondensasi lagi yang ditandai dengan matinya lampu indikator.

 bl.

=al!hal yang perlu dicatat selama pengu7ian berlangsung adalah 

1.

% #olume minyak  ml minyak - 1:

2.

% #olume air  ml air - 1:

3.

% #olume padatan  1::!(ml minyak , ml air) - 1:

4.

ram minyak  ml minyak - :.;

5.

ram lumpur  lb & gall - 1.2

9.

ram padatan  gram lumpur ? (gram minyak , gram air)

<.

Ml padatan  1: ? (ml minyak , ml air)

;.

Spesific gravit( padatan rata!rata  gram padatan&ml padatan.

 bm.

% berat padatan  (gram padatan&gram lumpur) - 1::

 bn. 2.3.

 bo.

Da#a 'an 4a"!) Percoaan

$ata hasil percobaan adalah sebagai berikut  b. 0abel 2.1. asil ercobaan Densitas dan Sand Content 

".

bu.

D

 S 



#.

5.

o





r. K  o 

"! "! L

u   u r  b-. L

u

(.

+.

6

7

cc.

c'.

6

7

c%.

c*.

6

7

m  p ur  $ as ar  ( L $ ) cb. L $ , 2 gr   B a ri te c. L $ , 5 gr   B

a ri

c7.

te L

c&.

c).

$

6

7

L

co.

c.

$

6

7

, 1 : gr  C a C  3

c.

cn.

, 1 5 gr  C a C  3

c-. 2.8. Pea*a"an 2.8.1. Pea*an Pra&#!&u

cr.

8ada praktikum ini membahas tentang densitas"  sand 

content " dan pengukuran kadar minyak lumpur pemboran. uatu lumpur  memiliki peranan yang sangat besar dalam menentukan keberhasilan suatu operasi pemboran sehingga perlu diperhatikan siat!siat dari lumpur  tersebut seperti densitas" #iskositas , gel strength  ataupun  filtration loss.

$alam a6al pembentukan lumpur akan terdapat kandungan minyak" yaitu  banyaknya minyak yang terkandung dalam lumpur emulsi dimana air  sebagai bahan dasarnya. Lumpur emulsi yang baik adalah lumpur dengan kadar minyak optimum lebih kurang sebesar 15% ? 2:% kadar minyak  dalam lumpur emulsi mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap la7u pemboran. elama proses pemboran" lumpur 7uga akan terca mpur oleh serpihan!serpihan ormasi (cutting ) yang akan memba6a pengaruh pada operasi pemboran. erpihan!serpihan pemboran yang biasanya berupa  pasir akan dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan" dalam hal ini akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. cs.

8ada praktikum ini kita membuat lumpur terlebih dahulu

dengan komposisi campuran 35: cc air dan 22.5 gr bentonite. ehingga diperoleh lumpur dasar (L$) dengan densitas 6.83 % dan sand content  7.37 9. Lalu ketika ditambahkan additive material pemberat seperti

bentonite  dan carbonite" harga densitas pun meningkat. 8ada percobaan" apabila lumpur dasar yang kita peroleh ditambahkan barite  sebanyak 2 gram" densitas meningkat men7adi 6.:7 % dengan harga  sand content  tetap.egitu pula apabila kita menambahkan barite sebesar 5 gram" maka densitas meningkat lagi men7adi 6.:3 % dengan harga sand content  yang tetap. 8ada penambahan additive carbonite" apabila ditambah 1: gram carbonite maka densitas meningkat men7adi 6.:3 % dengan perubahan harga  sand content   men7adi 7.:3 9 dan apabila ditambahkan 15 gram carbonite maka densitas meningkat men7adi 6.67 % dan harga  sand  content  men7adi 7.:3 9. ct.

=arga densitas dan sand content  perlu diperhatikan. /arena

 7ika harga densitas terlalu tinggi maka akan ter7adi lost circulation (lumpur   pemboran hilang ke ormasi)" lalu 7ika harga densitas terlalu rendah akan ter7adi kick (luida ormasi masuk ke sumur). *ika harga  sand content  terlalu tinggi dapat menaikkan denistas yang kemudian menambah beban  pompa sirkulasi lumpur dan dapat ter7adi proses abrasi atau pengikisan  pada peralatan pemboran. 8enambahan additive dalam percobaan adalah

untuk menaikkan densitas lumpur" dan apabila berdasar eisiensi maka saya memilih menggunakan barite karena dengan gram yang sedikit mampu menaikkan harga densitas secara signiikan dan menstabilkan harga  sand content " berbeda dengan carbonate. ehingga barite  dapat dikatakan sebagai additive yang berungsi menambah densitas dari lumpur  dan secara langsung mempengaruhi tekanan hidrostatik dari lumpur yang dinyatakan dengan persamaan  cu. c#.

8h  :.:52 - ρ - h

/eterangan 

c6. 8h

 ekanan hidrostatik" psi&t

c-. ρ

 $ensitas lumpur" ppg

cy. h

 /edalaman" t

c0. da.

2.8.2. Pea*a"an Soa)

1. $ilihat dari hasil percobaan diatas" 7elaskan apakah Barite dan CaC3 mempunyai ungsi yang sama D db.

*a6ab

Ea"

dari

data

tersebut

menun7ukkan

barite dan CaC3 memiliki ungsi yang sama dalam hal meningkatkan"

namun

tidak

sama

dalam

hal

mempertahankan harga sand content . dc.

2. *ika saudara beker7a sebagai  Mud Engineer  pada suatu operasi  pemboran. $ari dua 7enis material pemberat diatas material manakah yang akan saudara gunakanD erikan alasannyaF dd. *a6ab  Barite" karena dapat meningkatkan densitas tanpa meningkatkan persentase sand content" sehingga  produksi pasir tidak meningkat seiring meningkatnya densitas. de.

3.   Barite  ( a4 ) mempunyai  dari 4"2 ? 4"5. $ari data diatas  perkirakan  dari barite tersebut. *ika diketahui  bentonite  2"9. d.

*a6ab

$iketahui



 ρml

¿ 8.33 ppg

dg.

 Bentonite  2.9

dh.

% olume

di. d7.

$itanya



*a6ab

 Barite D ρ mb



 :.5%

 

 ρml

 -  Bentonite

dk.

 ;.33 ppg - 2.9

dl.

 21.95; ppg

dm. V s

dn.

V mb

do.

dp.

 x 100 =

0.5=

( ρmb

 ρ ml )

−

 ρ S− ρml

 x 100

( 21.658 ppg−8.33 ppg )  ρS −8.33 ppg

0.5 ρ S −4.165 ppg= 13.328 ppg

dB. dr.

0.5 ρ S =17.491 ppg

ds.

ρ S =17.491 ppg x 2 =34.986 ppg

dt. SG barite =

du.

'5.

d6.

SGbarite =

 ρs  ρ ml 34.986 ppg =4 . 2 8.33 ppg

4. $ari 7a6aban soal no 3" perhatikan apakah harga yang diperoleh tersebut berada didalam range   Barite seperti tertulis dalam soalD *ika iya" tentukan apakah barite tersebut termasuk pure barite & @8Go  BariteD *ika tidak 7elaskan sebabnyaF d-.

*a6ab 

8ada 7a6aban no 3" harga  barite  yang

didapat sebesar 4.2 . =al tersebut termasuk dalam range " maka barite tersebut merupakan @8Go Barite. dy. 5. $ari tabel diatas terlihat bah6a selain densitas" 7uga diukur kadar pasir. *elaskan secara singkat mengapa perlu dilakukan pengukuran kadar   pasir dan bagaimana cara mengatasi masalah tersebut dalam operasi  pemboranF d0.

*a6ab

/arena pasir memiliki siat abrasi#e" yaitu

dapat mengikis peralatan pemboran. Antuk mengatasinya menggunakan 0at

additive (barite) serta menyaring

lumpur dengan Conditioning Equipment . ea. 9. 8ada saat ini selain Barite dapat 7uga digunakan )ematite (He23) dan  *lmenite  (He.i2) sebagai densit( control additive.  )ematite mempunyai harga  antara 4.2 ? 5.3. edangkan ilmenite dari 4.5 ?  5.11 dengan kekerasan masing!masing 2 kali lebih dari barite. $ari data tersebut" buatlah analisa kelebihan dan kekurangan kedua additive tersebut 7ika dibandingkan dengan bariteF eb.

*a6ab 

a. /elebihan 

1. Lebih mudah mengontrol tekanan statik lumpur. 2. Cocok untuk pemboran yang dangkal. #. Mencegah lost circulation. ec.

b. /ekurangan  1. ukar larut. 2. idak ekonomis apabila ingin menaikkan densitas. 3. idak sesuai dengan pemboran pada tekanan ormasi cukup tinggi.

<. alena (8bs) mempunyai harga  sekitar <.5 dan dapat digunakan untuk membuat lumpur dengan densitas lebih dari 1I ppg. 8ada  penerapannya" alena 7arang digunakan sebagai densit( control  additive dan hanya digunakan untuk masalah!masalah pemboran khusus F ed.

*a6ab

alena 7arang digunakan karena 0at additive

ini dapat menaikkan densitas terlalu signiikan. *ika densitas yang sangat tinggi dapat berakibat ter7adinya lost  circulation. /arena itu galena 7arang digunakan pada  berbagai ormasi" galena hanya digunakan 7ika densitas turun secara signiikan. ee. ;. uatu saat saudara berada dilokasi pemboran. 8ada saat itu bit  mencapai kedalaman 19:: t. audara diharuskan menaikkan densitas 2:: bbl lumpur 11 ppg men7adi 11.5 ppg dengan menggunakan barite (  4.2) dengan catatan bah6a #olume akhir tidak dibatasi. =itung  7umlah barite yang dibutuhkan (dalam lb)F e.

*a6ab 

$iketahui

ml  2:: bbl  2:: - 42 

;4:: gallon

ek.

eg.

+ml  11 ppg

eh.

+air   ;.33 ppg

ei.

+mb  11.5 ppg

e7.

barite  4.2

$itanya el.

barite D  ρs =SG Barite x ρ air

*a6ab

ρ s =4.2 x 8.33 ppg =34.986 ppg

em.

en. eo.

W barite =

( ρmb

 ρml )

−

 ρs− ρ mb

 x V ml x ρ s

ep.

W Barite=

( 11.5 ppg −11 ppg ) 34.986 ppg −11.5 ppg

eB.

W barite =

 x 8400 gallonx 34.986 ppg

0.5 x 8400 x 34.986 23.486

er.

W barite =6255 ,319 lb e".

I. ebutkan hal!hal yang ter7adi akibat sand content  terlalu besarF et.

*a6ab  !

ersiat

dapat

mengikis

dan

merusak  

 peralatan pemboran. ! $apat mengendap dan mengganggu ker7a bit  sehingga ker7a !

bit  tidak optimal $ensitas lumpur akan naik" sehingga menyebabkan lumpur  hilang ke ormasi (lost circulation).

eu. 2.:. Ke"!u)an 1. $ari percobaan data dan perhitungan" penambahan barite dan kalsium

karbonat untuk menambah densitas lumpur pemboran. 2. $ensitas lumpur harus terus di kontrol untuk men7aga siat 3.

lumpur tersebut. erlebihannya kandungan pasir akan menyebabkan meningkat densitas

4.

dan meningkatkan beban ker7a pompa sirkulasi. @pabila dibandingkan barite dan kalsium

karbonat"

lebih

besar 

 penambahan kalsium karbonat dengan menghasilkan kandungan pasir  5.

yang lebih banyak daripada barite. arite lebih ekonomis dibandingkan dengan kalsium karbonat selain karena penggunaanya yang lebih sedikit dengan hasil yang sama sand

9.

content yang dihasilkan 7uga sedikit. emakin tinggi kandungan pasir 7uga dapat merusak peralatan dengan siat abrasi pada pasi. e5. e;. e<.

ey.