LAPORAN RESMI PRAKTIKUM PERALATAN BOR DAN PRODUKSI
Oleh : AURISTA DWI ANDRIANA 154204101042
LABORATORIUM PERAGAAN PERALATAN PEMBORAN DAN PRODUKSI JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PROKLAMASI 45 YOGYAKARTA 2017
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN RESMI PRAKTIKUM PERALATAN BOR DAN PRODUKSI
Nama
: Aurista Dwi Andriana
No. Mahasiswa
: 154204101042 154204101042
Plug
: II (Dua)
Disusun guna memenuhi persyaratan telah menyelesaikan Praktikum Peralatan Bor dan Produksi pada jurusan Teknik Perminyakan Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta tahun ajaran 2016/2017.
Disahkan pada tanggal 29 April 2017
Yogyakarta, 29 April 2017 Disetujui oleh,
Sri Haryono, S.T.,M.Eng
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah Subhanallahu Wa Ta’ala, karena atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga sehingga Penyusun dapat menyusun menyusun laporan resmi “Praktikum Peralatan Bor dan Produksi” Produksi ” ini tepat pada waktu yang telah ditentukan. Laporan ini disusun berdasarkan materi yang diperoleh selama mengikuti Praktikum dan buku yang dugunakan sebagai referensi untuk pelengkap dan penunjang penyusunan penyusunan laporan ini. Pada kesempatan ini, Penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Sri Haryono, S.T selaku dosen pengampu praktikum peralatan bor dan produksi yang telah memberikan banyak masukan yang berarti. 2. Seluruh asisten pembimbing atas arahan serta bimbingannya selama praktikum berlangsung, sehingga Penyusun dapat melaksanakan praktikum dengan sebaik baiknya. 3. Orang Tua yang selalu menyemangati, memberi dukungan moril maupun materiil, serta doa yang tiada putus-putusnya. 4. Rekan – rekan satu plug yang telah bekerja sama dengan baik dalam melaksanakan praktikum dan penyusunan penyusunan laporan hasil praktikum, dan semua pihak yang telah ikut terlibat dan membantu dalam penyusunan laporan hasil praktikum. Kritik dan saran yang bersifat membangun dari pihak manapun akan Penyusun terima demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat membantu dalam proses belajar-mengajar, serta bermanfaat bagi lapisan generasi saat ini dan yang akan datang. Yogyakarta, 23 April 2017 Penyusun,
Aurista Dwi Andriana 154204101042
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................... ................................................................ ........................................... ..................... i HALAMAN PENGESAHAN PENGESAHAN ............................................................. ....................................................................... .......... ii KATA PENGANTAR ................................................ ...................................................................... ................................... ............. iii DAFTAR ISI ....................................................... ............................................................................. ........................................... ..................... iv DAFTAR TABEL .......................................... ................................................................. ............................................. ........................ .. vii
PERALATAN BOR BAB I
PENDAHULUAN............................................ ................................................................... ............................ ..... 1
BAB II
SISTEM TENAGA (POWER SYSTEM) ................................. ................................. 3
2.1 Tujuan .................................. ........................................................ ............................................ ............................ ...... 3 2.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 3 2.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 9 2.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 9 BAB III
SISTEM PENGANGKATAN (HOISTING SYSTEM)............ 11
3.1 Tujuan .................................. ........................................................ ............................................ ............................ ...... 11 3.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 11 3.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 16 3.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 17 BAB IV
SISTEM PEMUTAR (ROTATING SYSTEM) ........................ ........................ 18
4.1 Tujuan .................................. ........................................................ ............................................ ............................ ...... 18 4.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 18 4.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 27 4.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 29 BAB V
SISTEM SIRKULASI (CIRCULATING SYSTEM) ............... 30
5.1. Tujuan .................................. ........................................................ ............................................ ............................ ...... 30 5.2. Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 30 5.3. Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 35 5.4. Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 36
BAB VI
SISTEM PENCEGAH SEMBURAN LIAR ........................... ...........................
37
6.1 Tujuan .................................. ........................................................ ............................................ ............................ ...... 37 6.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 37 6.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 41 6.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 42 BAB VII SISTEM PENYEMENAN PENYEMENAN (CEMENTING (CEMENTING SYSTEM)........... . 44
7.1 Tujuan ......................................... ............................................................... ........................................... ..................... .44 7.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 44 7.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 58 7.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 58 BAB VIII SISTEM PERALATAN PENUNJANG PENUNJANG YANG LAIN ........... . 60
8.1 Tujuan ......................................... ............................................................... ........................................... ..................... .60 8.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 60 8.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 65 8.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 66 BAB IX
SISTEM PERALATAN PEMBORAN LEPAS PANTAI ...... . 68
9.1 Tujuan ......................................... ............................................................... ........................................... ..................... .68 9.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 68 9.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 74 9.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 74 BAB X
PEMBAHASAN UMUM ............................................ ............................................................. ................. 77
BAB XI
KESIMPULAN UMUM ......................................... .............................................................. ..................... 82
PERALATAN PRODUKSI BAB I
PENDAHULUAN ........................................... .................................................................. ............................ ..... 87
BAB II
KOMPLESI SUMUR (WELL COMPLETION) COMPLETION) .................... 89
2.1 Tujuan .................................. ........................................................ ............................................ ............................ ...... 89 2.2 Dasar Teori................................................. Teori....................................................................... ............................ ...... 89 2.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 96 2.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 98 BAB III
METODE SEMBUR ALAM ........................................... ..................................................... .......... 100
3.1 Tujuan ..................................... ........................................................... ............................................. ......................... .. 100 3.2 Dasar Teori..................................................... Teori........................................................................... ........................ .. 100 3.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 106 3.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 107 BAB IV
METODE ARTIFICIAL LIFT ........................................... ................................................. ...... 108
4.1 Tujuan ..................................... ........................................................... ............................................. ......................... .. 108 4.2 Dasar Teori..................................................... Teori........................................................................... ........................ .. 108 4.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 129 4.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 131 BAB V
SISTEM GATHERING DAN BLOCK STATION ................ .133
5.1. Tujuan ..................................... ........................................................... ............................................. ......................... .. 133 5.2. Dasar Teori..................................................... Teori........................................................................... ........................ .. 133 5.3. Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 139 5.4. Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 140 BAB VI
FASILITAS PRODUKSI LEPAS PANTAI ............................ .141
6.1 Tujuan ..................................... ........................................................... ............................................. ......................... .. 141 6.2 Dasar Teori..................................................... Teori........................................................................... ........................ .. 141 6.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 149 6.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 150 BAB VII PERALATAN PRODUKSI GEOTHERMAL ........................ .151
7.1 Tujuan ......................................... ............................................................... ........................................... ..................... .151 7.2 Dasar Teori..................................................... Teori........................................................................... ........................ .. 151 7.3 Pembahasan.................. Pembahasan......................................... ............................................. ................................... ............. 156 7.4 Kesimpulan ................................. ....................................................... ........................................... ..................... 157 BAB VIII VIII PEMBAHASAN UMUM ................................................. ........................................................... .......... 158 BAB IX
KESIMPULAN UMUM ........................................... ............................................................ ................. 160 160
DAFTAR PUSTAKA ........................................................ .............................................................................. ............................ ...... 161
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Prime Spesifikasi Prime Mover ..................... Mover ........................................... .......................................... .................... 6 Tabel 2.2 Sistem dan Komponen Operasi Pemboran ................................... ................................... 7 Tabel 3.1 Spesifikasi Unit Pemboran ................................................ ............................................................ ............ 12
PERALATAN PEMBORAN
BAB I PENDAHULUAN Bermacam-macam teknik pemboran yang dilakukan untuk menembus lapisan formasi yang produktif. Secara umum metoda pemboran dibagi menjadi dua kelas utama, yaitu cable tool (churn drilling ) dan rotary drilling. drilling. Tetapi selain itu masih terdapat turbo drill, pellet impact drilling , dll. Operasi pemboran merupakan suatu kegiatan yang terdiri dari beberapa tahapan kegiatan-kegiatan. Sebelum operasi pemboran dapat terlaksana, pertamatama yang perlu dilakukan adalah apa yang disebut dengan tahap persiapan . Tahap persiapan inipun terdiri dari beberapa tahapan mulai dari persiapan tempat, pengiriman peralatan pada lokasi, penunjukkan pekerja sampai pada persiapan akhir akhir. Tujuan utama dari operasa pemboran adalah membuat lubang secara cepat, ekonomis dan aman hingga menembus formasi produktif.Lubang hasil pemboran tersebut dinamakan “Well “Well Bore” Bore” (lubang sumur). Setelah dipasang casing dan disemen, maka langkah selanjutnya adalah memasang fasilitas produksi untuk memproduksikan minyak atau gas dari formasi produktif Metode pemboran yang bergkembang saat ini adalah metode bor putar (rotary drilling ). ). Oleh karena itu, dalam acara praktik um um “Peragaan Peralatan Pemboran” ini hanya akan diperagakan sistem utama dan sistem penunjang dari rotary drilling rig . Seiring dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi pemboran, khususnya pemboran dilepas pantai yang pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari operasi pemboran didarat, maka dalam acara praktikum ini pada mahasiswa sekaligus juga akan diberikan peragaan sistem peralatan pemboran lepas pantai.
1
2
Secara sistematik, materi praktikum “Peragaan “Peragaan
Peralatan Pemboran“ Pemboran“ ini
dapat dibagi menjadi 3 (tiga) kelompok, yaitu : I. Sistem utama dari peralatan bor putar, putar, meliputi : 1. Sistem Tenaga ( Power Power System) System) 2. Sistem pengangkatan ( Hoisting Hoisting System) 3. Sistem Pemutar ( Rotating Rotating System) 4. Sistem Sirkulasi (Circulating (Circulating System) System) 5. Sistem Pencegah Semburan Liar ( Blow Blow out Prevention System) System) II. Sistem Penunjang, meliputi : 1. Sistem Penyemenan (Cementing (Cementing System) System) 2. Sistem Peralatan Penunjang lainnya. III. Sistem Peralatan Pemboran Lepas Pantai (Offshore (Offshore System) System)
BAB II SISTEM TENAGA (POWER SYSTEM)
2.1 TUJUAN
1. Untuk mengetahui peralatan-peralatan pada system tenaga (power system) 2. Untuk mempelajari dan memahami fungsi-fungsi peralatan dari system tenaga
2.2 DASAR TEORI
Sistem tenaga dalam suatu operasi pemboran terdiri dari dua subkomponen utama, yaitu :
1. P owe ower Supply upply E quip quipment Tenaga yang dibutuhkan pada suatu operasi pemboran dihasilkan oleh mesin-mesin besar, yang dikenal dengan " prime mover " (penggerak utama). Tenaga yang dihasilkan tersebut digunakan untuk keperluankeperluan sebagai berikut :
sirkulasi lumpur,
hoisting , dan
rotary drill string .
2. D i str str i bution ( Tr ansmi nsmi ssion) E quip ui pment Berfungsi untuk meneruskan atau menyalurkan tenaga dari penggerak utama, yang diperlukan untuk suatu operasi pemboran. Sistem distribusi (transmisi) yang biasa digunakan ada dua macam, yaitu sistem
lectrr i c tra tr ansmi nsmi ssion ssi on). Rig transmisi mekanis dan sistem transmisi listrik ( elect ). Rig tidak akan berfungsi dengan baik bila distribusi tenaga yang diperoleh tidak mencukupi. Oleh sebab itu diusahakan tenaga yang hilang karena adanya
3
4
transmisi atau distribusi tersebut dikurangi sekecil mungkin, sehingga kerja mesin akan lebih efisien. Sistem tenaga yang dipasang pada suatu unit operasi pemboran secara prinsip harus mampu memenuhi keperluan-keperluan sebagai berikut :
Fungsi angkat,
Fungsi rotasi,
Fungsi pemompaan
Fungsi penerangan Untuk menentukan spesifikasi sistem tenaga yang sesuai dengan
kebutuhan diperlukan perhitungan-perhitungan yang sesuai dengan fungsifungsi diatas, sebagai berikut : a. Menghitung keperluan tenaga untuk fungsi angkat
Tenaga dari fungsi angkat dari motor melalui transmisi, drawwork , drilling cable dan cable dan sistem takel yang terdiri dari crown block dan travelling dan travelling block diteruskan diteruskan ke rangkaian pipa bor. Maka, rendemen total antara motor antara motor dan dan hook : :
Conventiser
: 0,7 - 0,8
Transmisi
: 0,88
Drawwork
: 0,90
Takel
: 0,87 untuk 8 kabel dan 0,85 untuk 10 kabel
sehingga, rendemen total rendemen total untuk 10 kabel adalah 0,75 x 0,88 x 0,90 x 0,85 = 0,505 Tenaga untuk fungsi pengangkatan harus mampu untuk melayani pemboran sampai kedalaman limit pada kondisi ekonomis. b. Menghitung tanpa fungsi rotasi
Tenaga untuk fungsi rotasi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
5
Pr
Cx
W 75
……………………………….. (2-1) ………………………………..
Dimana : Pr
= tenaga fungsi rotasi, pk
C
= kopel dalam kgm
W
= kecepatan sudut, rad/detik
Sehingga, secara empiris tenaga untuk fungsi rotasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
Pr 10
N P ..……………..…...…. ...…. (2-2) (2-2) ..…………… 30 100 D L
Dimana, Pr
= Tenaga rotasi, pk
L
= Kedalaman sumur, m
N
= Putaran rotary table, table, rpm
P
= Beratan pada pahat (WOB), ton
D
= Diameter lubang bor, inch
c. Tenaga Hidrolik
Tenaga hidrolik dapat dirumuskan sebagai berikut :
Ph
Qx
p 450
………………………..……….. (2-3) (2-3)
Dimana, Ph = tenaga hidrolik, pk Q
= debit dalam liter/menit = D2 x 19
P
= tekanan sirkulasi , kg/cm2
d. Tenaga Penerangan
Dengan effisiensi 70% tenaga listrik yang diperlukan untuk berbagai keperluan seperti penerangan, pemanas, p emanas, shale shale shaker dan dan lain-lain biasanya berkisar antara 30-48 Kw generator berkapasitas 75 Kw.
6
2.2.1
PRIME MOVER MOVER UNIT Hampir semua operasi pemboran menggunakan prime mover jenis
internal combution unit . Penentuan jenis mesin yang akan digunakan didasarkan pada besarnya jumlah tenaga yang diperlukan yang dapat diketahui dari casing program yang telah disusun dan kedalaman sumur. Tenaga yang dihasilkan prime mover berkisar antara 500 - 5000 HP. Salah satu spesifikasi prime spesifikasi prime mover dapat dapat dilihat pada Tabel 2.1 Peletakan prime mover tergantung dari berbagai faktor, antara lain Sistem transmisi (distribusi) yang digunakan, dan ruang yang tersedia.
Tabel 2.1 Spesifikasi Prime Spesifikasi Prime Mover Maks. beban hook yang bekerja
400
tf
Kedalaman pemboran drill pipe 4 1/2 in
7000
m
Power yang yang tersedia (tanpa pompa lumpur)
3600
Hp
Jumlah mesin yang digunakan
4
Hoisting line diameter
35
mm
Gaya maks. pada hoisting line
44
tf
Jumlah line Jumlah line pada pada sistem pengangkatan
12
Tenaga untuk drawwork
3000
Hp
Kecepatan drawworks
4+2
R
Kecepatan maks. pada pembebanan
0,37
m/s
Beberapa letak prime letak prime mover yang yang umum adalah sebagai berikut :
Di bawah rig
Di atas lantai bor
Di samping atau di sisi rig , baik di atas tanah maupun di atas lantai bor pada struktur yang terpisah.
7
Jauh dari rig
Sedangkan jumlah mesin yang biasa digunakan adalah : a)
Dua atau tiga, pada umumnya operasi pemboran memerlukan dua atau tiga mesin.
b)
Empat, untuk pemboran yang lebih dalam menggunakan tenaga yang lebih besar sehingga mesin yang diperlukan empat buah.
Jenis mesin yang digunakan : a. Diesel a. Diesel compression engines. b. Gas b. Gas spa ( ar k ignit sp igni tion ) engines
a. SISTEM TRANSMISI (DISTRIBUSI TENAGA)
Rig dapat berfungsi dengan baik bila distribusi tenaga yang didistribusikan
dapat
mencukupi
semua
kebutuhan
tenaga
yang
dibutuhkan. Sebagian besar tenaga yang dihasilkan didistribusikan ke
drawwork, rotary table, dan mud pump. Disamping itu perlu untuk penerangan, r i g i nstr ), serta air conditioners. nstr ume ument ( dr i ller ller ' s conso console le ), Tenaga transmisi dihasilkan oleh satu atau lebih mesin harus diteruskan ke komponen utama rig yaitu yaitu hoisting, rotating dan circulation
syst syste em. Sistem-sistem di atas dapat ditunjukkan pada Tabel 2.2. Sistem transmisi yang digunakan untuk distribusi tenaga dalam suatu operasi pemboran ada dua jenis yaitu sistem mekanik (mechanical
po power tr tr ansm nsmission ission) dan sistem listrik (electr lectrii cal cal powe powerr transm transmii ssion ssi on). Tabel 2.2. Sistem dan Komponen Operasi Pemboran Sistem Utama
Komponen
Sistem Pengangkatan
Drawwork
Sistem Pemutar
Rotary Table
Sistem Lumpur
Mud Pump
8
i. Mech Mecha anical nical Po Pow wer Tra Tr ansm nsmi ssi ssi on
Dalam proses distribusi tenaga dengan menggunakan sistem transmisi mekanik, mekanik, maka tenaga yang dihasilkan oleh mesin mesin diteruskan secara mekanis. Proses transmisi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Tenaga yang dihasilkan oleh Prime oleh Prime Mover harus harus diteruskan dan dihubungkan bersama-sama dengan mesin-mesin yang lain untuk mendapatkan tenaga yang diinginkan. Hal ini dilakukan dengan hidraulic coupling (torque converter ) yang dihubungkan bersamasama.
Tenaga ini kemudian diteruskan melalui elaborate sproket chain linking (sistem rantai) yang secara fisik mendistribusikan tenaga ke unit-unit yang membutuhkan tenaga. Sistem ini sekarang banyak digantikan oleh tenaga listrik.
ii. E lect lectrr i c Powe Power Tr ansmi nsmi ssion
Tenaga listrik yang biasa digunakan dihasilkan dari tenaga diesel (diesel electric ). ). Pada sistem transimisi dengan diesel listrik, mesin diesel digunakan tenaga listrik dari generator listrik yang di de pan block . Generator menghasilkan arus listrik, yang kemudian dialirkan melalui kabel ke suatu "control "control unit ". ". Dari unit pengontrol tersebut tenaga listrik diteruskan melalui kabel tambahan ke motor listrik yang langsung dihubungkan ke sistem peralatan yang membutuhkan tenaga. Keuntungan distribusi tenaga dengan menggunakan electric power transmission antara lain adalah :
Lebih fleksibel, terutama mengenai peletakan,
Tidak memerlukan rantai (sabuk) penghubung,
Bentuknya lebih kompak dan portable dan portable..
9
2.3
PEMBAHASAN
Dalam melaksanakan suatu operasi pemboran sistem putar di perlukan kebutuhan tenaga yang tidak sedikit, yang pada umumnya disuplay oleh suatu
pri me mover ". penggerak utama yang disebut " pri ". Jenis dan jumlah dari penggerak utama yang akan digunakan ditentukan berdasarkan pada besarnya jumlah tenaga yang diperlukan, yang dipengaruhi oleh casing program yang telah disusun dan kedalaman sumur. Untuk meneruskan tenaga yang dihasilkan oleh prime oleh prime mover , diperlukan suatu sistem penyalur (sistem transmisi) yang berfungsi untuk mendistribusikan tenaga tersebut. Sistem transimisi yang dikenal ada dua jenis yaitu sistem mekanik (mechanical power transmission) dan sistem listrik ( electric power
transmission). Pada dasarnya penggunaan mechanical power transmission maupun electric power transmission adalah transmission adalah sama, yaitu untuk mendistribusikan tenaga dari pembangkit ke sistem peralatan yang membutuhkannya dalam suatu operasi pemboran. Akan tetapi electric power transmission transmission lebih banyak diminati, karena kemudahan-kemudahan yang ditawarkan terutama yang berhubungan
dengan
perawatan,
pengoperasian,
peletakan
serta
dari
dimensinya. Perencanaan sistem tenaga, baik itu sistem pembangkit maupun sistem transmisi harus optimum, karena sistem peralatan dalam operasi pemboran tidak akan dapat berfungsi dengan baik jika tenaga yang diperoleh tidak mencukupi ataupun distribusi tenaganya tidak maksimal.
2.4
KESIMPULAN
Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari uraian diatas adalah sebagai berikut : 1. Dalam suatu pemboran, prime mover unit merupakan kebutuhan yang pokok, tanpa ini pemboran tidak akan berjalan.
10
2. Penggunaan mesin ini ditentukan besarnya tenaga pada sumur yang didasarkan pada casing program dan program dan kedalaman sumur. 3. Pemakaian
sistem
transmisi
listrik
( electric (electric
power
transmission) transmission)
mempunyai beberapa keuntungan dari sistem yang lain yaitu :
Lebih fleksibel letaknya,
Tidak memerlukan rantai penghubung, dan
Pada umumnya lebih kompak serta portable serta portable..
4. Sistem peralatan pemboran tidak akan dapat berfungsi dengan baik jika distribusi tenaga tidak mencukupi kebutuhan yang ada.
BAB III SISTEM PENGANGKATAN (HOISTING SYSTEM)
3.1
TUJUAN
1. Untuk mengetahui peralatan-peralatan pada system pengangkatan 2. Untuk
mempelajari
dan
memahami
fungsi-fungsi
pada
peralatan
pengangkatan
3.2
DASAR TEORI
Sistem pengangkatan dalam pemboran memegang peranan yang sangat penting, mengingat bahwa sistem pengangkatan ini adalah sistem yang mendapat beban, baik beban vertikal maupun horizontal. Beban vertikal yang dialami berasal dari beban menara itu sendiri, beban drill string, casing string , tegangan dari fast dari fast line, line , beban karena tegangan deadline deadline serta beban dari blok-blok. Sedangkan beban horizontal berasal dari tiupan angin yang mana hal ini sangat terasa mempengaruhi beban sistem pengangkatan pada pemboran di lepas pantai (offshore (offshore). ). Sistem pengangkatan terdiri dari dua sub komponen, yaitu: 1.
Struktur penyangga ( supporting supporting structure) structure)
2.
Peralatan pengangkatan (hoisting (hoisting equipment )
3.2.1
STRUKTUR PENYANGGA
Struktur penyangga (rig (rig ), ), adalah suatu kerangka sebagai platform yang berfungsi sebagai penyangga peralatan pemboran. Kerangka ini diletakkan di atas titik bor. Fungsi utamanya untuk trip, trip, serta untuk menahan beban yang terjadi akibat peralatan bor itu sendiri maupun beban dari luar. Stuktur
penyangga
terdiri 11
dari
:
12
1.
Substructure, Substructure,
2.
Lantai bor (rig (rig floor ), ), dan
3.
Menara pemboran (drilling (drilling tower ). ).
Untuk menara pemboran, ada dua tipe menara : 1.
Tipe standart Tipe standart (derrick ), ), dan
2.
Tipe portable Tipe portable ( ( Mast Mast ). ).
Secara ringkas, spesifikasi menara dapat dilihat pada Tabel 3.1
Tabel 3.1. Spesifikasi Unit Pemboran
Max.
Pabrik
Jenis
Tinggi (ft)
Gross
Packing
Static
App. Weight
cap.
cap.
Hook
mast (103
(103 lbs)
(ft)
Load
lbs)
(103 lbs)
Lee CMoore
-
126
386
6000
8 - 257
65
98
485
7560
10 - 325
37
133
645
13860
10 - 430
55
143
1000
22860
12 - 750
92
T - 97
97
352
7200
8 - 250
-
B -127
127
416
8700
-
43,5
B - 142
142
1053
23960
-
105,75
-
-
-
10 - 500
-
12 - 710
-
JFM 98-315 FM 133-400 IDECO
FM 143-65030
EMSCO NATION
80 - UE
AL
110 - UE
13
Bagian-bagian menara yang yang penting, antara lain adalah : 1. Gine pole, Merupakan tiang berkaki dua atau tiga yang berada di puncak
menara, berfungsi untuk memberikan pertolongan pada saat pemasangan crown block . 2. Water table, Lantai di puncak menara yang berfungsi untuk mengetahui
bahwa menara telah berdiri tegak. 3. Cross bracing, Cross bracing berfungsi berfungsi untuk penguat menara. 4. Tiang menara, Merupakan empat tiang yang berbentuk segi tiga sama kaki,
berfungsi sebagai penahan terhadap semua beban vertikal di bawah menara dan beban horizontal. 5. Girt, Merupakan sabuk menara, berfungsi mengikat menara
derrickmen pada 6. Monkey board Platform, berfungsi sebagai tempat kerja derrickmen saat cabut atau pasang pipa. Struktur penyangga meliputi : 1. D ri lling To T ower (de (derr i ck) Fungsi utamanya untuk memberikan ruang kerja yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan drill collar serta casing string . Oleh sebab itu tinggi dan kekuatannya harus sesuai dengan keperluan. 2. Subst Substruct ructure ure Fungsinya untuk menahan beban tekan yang berasal dari peralatan pemboran itu sendiri.
3. R ig F loo loor Fungsinya untuk menampung peralatan pemboran yang berukuran kecil, tempat berdirinya menara dan sebagai tempat kerja para roughneck .
Salah satu hal yang perlu diperhatikan pada sebuah lantai bor ialah tinggi dari pada lantai bor itu, karena hal tersebut akan berhubungan dengan halhal sebagai berikut :
14
1.
Pengukuran kedalaman sumur pada saat pemboran, dimulai dari lantai bor.
2.
Lantai berpengaruh terhadap jenis dan susunan dari BOP ( BOP BOP Stack ) yang dipakai.
3.
Pengukuran kedalaman sumur pada saat produksi dimulai dari bottom flange bottom flange..
3.2.3 PERALATAN PENGANGKATAN
Peralatan pengangkatan yang terdapat pada suatu operasi pemboran terdiri dari drawwork , overhead tools dan drilling line. line.
1 . Drawwork Drawwork merupakan otak dari suatu unit pemboran karena melalui alat ini seorang driller melakukan dan mengatur men gatur operasi pemboran. Fungsi utama dari drawwork adalah adalah : a) Memindahkan tenaga dari prime dari prime mover ke ke rangkaian pipa bor selama pemboran berlangsung. b) Memindahkan tenaga dari prime dari prime mover ke ke rotary drive, drive, dan c) Memindahkan
tenaga
dari prime
mover
ke
chathead untuk
menyambung atau melepas section melepas section rangkaian rangkaian pipa bor. Komponen-komponen utama yang terdapat pada drawwork terdiri terdiri dari :
R evolving volving dr um Merupakan suatu drum untuk penggulung kabel bor.
B r eaking ki ng syste system m Terdiri dari mechanical main break dan auxiliarydraulic dan auxiliarydraulic atau atau electric, electric, berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan gerakan kabel bor. Rotary drive,
Berfungsi untuk memindahkan tenaga dari drawwork ke ke rotary table. table. Catheads,
15
Berfungsi untuk mengangkat atau menarik beban-beban kecil pada rig floor dan juga berfungsi sebagai pelepas atau penyambung sambungan pipa bor. 2. Overhea Overhead d Too Tools ls
Rangkaian overhead tools terdiri dari crown block, travelling block , hook , dan elevator .
Crown block , merupakan kumpulan roda yang ditem-patkan pada puncak menara (sebagai blok diam).
Travelling Block , merupakan roda yang digantung di bawah crown block, di block, di atas lantai bor.
H ook , berfungsi untuk menggantung menggantung swivel dan rangkaian pipa bor selama operasi pemboran.
E levato levator r , merupakan klem (penjepit) yang ditempatkan (digantung) pada salah satu sisi travelling block atau hook dengan elevator links, berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan pipa dari lubang bor. 3. Drillin Dr illingg Line
Drilling line line sangat penting dalam operasi pemboran karena berfungsi untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook. Drilling line line terbuat dari baja dan merupakan kumpulan dari kawat yang kecil, diatur sedemikian rupa sehingga merupakan suatu lilitan. Lilitan dari kabel pemboran terdiri dari 6 kumpulan dan satu bagian yang disebut core. Faktor-faktor yang mempengaruhi keawetan kabel :
Kerusakan dari kawat
Rapuhnya lilitan kawat akibat panas, dan
Kelelahan.
Beban berat yang diderita drilling cable terjadi pada saat : Running casing (pemasangan (pemasangan casing), Operasi pemancingan ( fishing fishing job), job), dan
16
Pencabutan dan pemasukan drill string . Susunan drilling line terdiri line terdiri dari :
a) R eeved ved dr i lling lli ng li ne Merupakan tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-roda travelling block .
b) D ead line li ne Merupakan tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure pada substructure (tali (tali mati).
c) D ead line li ne anchor anchor Dead line anchor biasanya anchor biasanya ditempatkan berlawanan dengan drawwork .
d) Storage Storage or sup supply r eal Storage or supply real biasanya real biasanya ditempatkan dekat dengan rig.
3.3 PEMBAHASAN
Sistem pengangkatan satu diantara komponen-komponen utama dari rig . Tugasnya yang utama adalah membantu sistem alat-alat pemutar di dalam mengebor sumur dengan menyediakan alat-alat yang sesuai dengan ruang kerja yang dibutuhkan untuk mengangkat dan menurunkan, juga menggantung beban yang sangat berat dari sistem alat-alat pemutar. Sistem pengangkatan terdiri dari dua sub bagian utama, yaitu : 1. Rangka penunjang (rig (rig ) adalah konstruksi rangka baja yang dikait di ladang pengeboran. Tugasnya adalah untuk mendukung rangkaian peralatan yang digunakan oleh sistem pemutar untuk mengebor lubang. 2. Sistem pengankat, adalah peralatan khusus yang mengangkat, menurunkan dan menggantung batang bor (terdiri dari pipa bor, drill collar , dan sebagainya) dan mata bor di dalam lubang sumur. Pada drilling line, line, untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi karena keausan maka dibuat “cut “cut off program”. program”. Cut off program program ini dibuat
17
berdasarkan kekuatan kabel tehadap tarikan dan dinyatakan dengan ton line yang diderita kabel.
3.4. KESIMPULAN
1. Untuk melaksanakan dan mengatur suatu operasi pemboran, seorang driller menjalankan drawwork . Disini, pengangkatan dapat dikendalikan. 2. Tenaga untuk fungsi angkat dari motor , melalui : transmisi ke drawwork , drilling cable, cable, dan sistem takel yang terdiri dari crown block dan dan travelling block , diteruskan ke rangkaian pipa bor. 3. Tenaga untuk fungsi angkat harus mampu melayani pemboran sampai kedalaman limit pada kondisi ekonomis, yaitu kondisi yang memungkinkan pekerjaan round trip dengan trip dengan kecepatan 1000 m/jam yang terdiri dari waktu aktif pengangkatan dan waktu mati dari pekerjaan oleh manusia misalnya buka / pasang sambungan dan lain-lain.
BAB IV SISTEM PEMUTAR (ROTATING SYSTEM)
4.1
TUJUAN
1.
Untuk mengetahui peralatan-peralatan pada system pemutar
2.
Untuk mempelajari dan memahami fungsi-fungsi pada peralatan system pemutar
4.2
DASAR TEORI
Fungsi utama sistem pemutar adalah untuk memutar rangkaian pipa bor dan memberikan beban (beratan) pada bagian atas dari pahat selama operasi pemboran berlangsung. Selain itu peralatan putar juga berfungsi untuk menggantungkan rangkaian pipa bor yaitu dengan slip yang dipasang (dimasukkan) pada rotary table ketika table ketika disambung atau melepas bagian-bagian drill pipe. pipe. Sistem pemutar ini terdiri dari tiga sub komponen utama, yaitu : 1. Peralatan putar (rotary (rotary assembly) assembly) 2. Rangkaian pipa bor 3. Mata bor atau pahat (bit (bit )
4.2.1 PERALATAN PUTAR
Peralatan putar ditempatkan pada lantai bor di bawah crown block dan diatas lubang. Peralatan putar terdiri dari Meja putar, Master putar, Master bushing , Kelly bushing, dan bushing, dan Rotary Rotary Slip. Slip. a. Meja putar
Meja putar (rotary (rotary table) table) berfungsi untuk :
Meneruskan gaya putar dari drawwork ke rangkaian pipa bor melalui kelly bushing dan dan kelly. kelly.
18
19
Menahan pipa bor dalam lubang pada saat penyambungan atau pelepasan pipa bor dilakukan.
Tenaga dari prime dari prime mover disalurkan disalurkan ke rotary table dengan table dengan dua cara, yaitu:
Dengan menggunakan rantai melalui drawwork .
Langsung dari prime dari prime mover dengan dengan belt .
b. Mast Master bus bushing hing Master bushing merupakan bagian dari rotary table table yang berfungsi sebagai kedudukan kelly kedudukan kelly bushing atau atau rotary slip. slip.
c. Kelly bushing Kelly bushing berfungsi untuk meneruskan tenaga putardari rotary table ke rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung.
d. R otar y Slip Sli p Rotary slip slip akan berfungsi sebagai penggantung rangkaian pipa bor pada saat dilakukan penyambungan ataupun pelepasan bagian rangkaian
pipa
bor.
Pemasangannya
dilakukan
dengan
cara
memasukkannya ke dalam master bushing .
4.2.2 RANGKAIAN PIPA BOR
Rangkaian
pipa
bor
merupakan
suatu
rangkaian
yang
menghubungkan antara swivel antara swivel dan mata bor, dan berfungsi untuk :
Menaik turunkan mata bor
Memberikan beban di atas pahat untuk penembusan
Meneruskan putaran ke mata bor
Menyalurkan fluida pemboran yang bertekanan ke mata bor.
Rangkaian pipa bor secara berurutan terdiri dari Swivel, dari Swivel, Kelly, Drill Pipe, dan Drill dan Drill Collar .
a. Swive Swivell
20
Swivel terletak pada bagian paling atas dari rangkaian pipa bor. Alat ini mempunyai fungsi untuk :
Memberikan kebebasan rangkaian pipa bor untuk berputar.
Memberikan perpaduan gerak vertikal dengan gerak berputar dapat bekerja bersama-sama.
Sebagai penghubung antara rotary hose dengan hose dengan kelly. kelly.
Bagian-bagian dari swivel dari swivel adalah adalah sebagai berikut : 1.
Bail, merupakan bagian atas dari swivel berfungsi untuk penggantung swivel penggantung swivel pada hook pada hook .
2.
Goosneck , pipa berbentuk huruf U yang mirip dengan leher angsa, terletak
pada
bagian
atas swivel yang
berfungsi
untuk
menghubungkan rotary hose dengan hose dengan swivel swivel . 3.
I nter nter nal Washpipe Washpi pe assem assembly , terletak pada bagian atas swivel bonnet yang berguna untuk menghubungkan rotary hose hose (dari goose neck ) dengan rotating swivel stem. stem. Washpipe assembly merupakan alat yang terpisah dari swivel dari swivel , sehingga dapat dilepas apabila diperlukan (untuk dibersihkan misalnya).
4.
Bonnet , merupakan suatu bagian dari swivel yang terbuat dari metal dan berfungsi sebagai pelindung washpipe assembly. assembly.
5. R otat pada swivel . otatii ng swivel ste stem, merupakan poros perputaran pada swivel 6.
Pin , merupakan ulir bagian bawah pada swivel yang berfungsi untuk menyambung swivel menyambung swivel dengan dengan bagian atas dari kelly cock .
b. Kelly Kelly merupakan rangkaian pipa bor paling atas, irisan luar berbentu segi tiga, empat, segi enam. Kelly enam. Kelly dimasukkan dimasukkan kedalam kelly bushing , yang berfungsi untuk meneruskan gaya putar (torsi) (torsi ) dari rotary table ke kelly dan kemudian diteruslan ke seluruh rangkaian pipa bor. Pada kelly terdapat kelly terdapat dua sub-alat pokok, yaitu
21
1.
Uppe Upper K elly Co C ock , Merupakan suatu valve valve (katup) yang dipasang diantara swivel dan kelly. kelly. Fungsi dari upper kelly cock adalah untuk menutup kelly kelly pada saat sirkulasi dihentikan sehingga dapat menahan tekanan balik dari lubang bor yang bertekanan tinggi.
2.
L ower K elly Cock . Merupakan suatu valve yang bekerja secara otomatis sebagai penahan cairan pemboran dalam kelly kelly pada saat melakukan penyambungan.
c.
D ri ll Pipe Pipe (DP) Merupakan bagian dari rangkaian pipa bor yang panjangnya tergantung dari kedalaman pemboran, sehingga biasanya berjumlah paling paling banyak untuk mencapai kedalaman lubang bor yang diinginkan. Fungsi utama dari drill pipe adalah sebagai berikut :
Menghubungkan kelly terhadap kelly terhadap DC
Meneruskan aliran lumpur bor dari swivel dari swivel ke ke mata bor.
Memungkinkan naik turunnya rangkaian pipa dan mata bor.
Meneruskan putaran dari meja putar ke mata bor.
Karakteristik Dr ill Pipe Pipe
Jenis Dr ill Pipe Pipe
Drill pipe pipe yang biasa digunakan dalam operasi pemboran ada dua jenis, yaitu :
Standa ar t D ri ll Pip Pi pe 1. Stand Digunakan dari permukaan sampai pada bagian atas drill collar . Pada umumnya drill pipe diikuti pipe diikuti drill collar diatas diatas mata bor. 2. H eavy Wei Wei ght Dr i ll Pip Pi pe (HWDP) Drill pipe pipe jenis ini berfungsi sebagai pemberat rangkaian pipa bor pada kondisi-kondisi khusus, misalnya pada waktu terjadi
22
down hole problem, problem, seperti pipa terjepit ( pipe sticking ), ), runtuhan shale runtuhan shale ( ( slouging slouging shale) shale) dan sebagainya. Ukuran dan Panjang
Ukuran dan panjang drill pipe dikategorikan pipe dikategorikan menjadi tiga jenis: 1.
Short , panjangnya antara 18" antara 22" (catatan: ukuran ini jarang digunakan dalam suatu operasi pemboran).
2. Medium, Medium, antara 27 " sampai 30 ". 3. Long , antara 39" sampai 45". Penyambungan Dr ill Pipe Pipe
Setiap section Setiap section atau atau joint joint drill pipe standar pipe standar umumnya mempunyai tiga bagian pokok, yaitu tool joint pada kedua ujungnya, dan sebuah pipa (atau disebut tubs). tubs). Kedua tool joint tersebut tersebut adalah : 1.
Pi n C onnect nnectii on, yang terletak pada bagian bawah drill pipe dan ulirnya dibuat pada bagian luar dari pipa.
2.
pipe dan B ox Co C onnect nnectii on, terletak pada bagian atas drill pipe ulirnya dibuat pada bagian dalam dari pipa.
d.
D ri ll Co C ollar llar (DC) (DC) Drill collar mempunyai mempunyai bentuk seperti drill pipe, pipe, akan tetapi diameter dalamnya lebih kecil dan diameter luarnya sama dengan diameter luar dari tool joint drill pipe. pipe. Fungsi dari drill collar dalam rangkaian pipa bor adalah sebagai berikut :
Sebagai pemberat (weight (weight on bit , WOB) sehingga rangkaian pipa bor tetap dalam kondisi tegang untuk menahan gaya yang menyebabkan terjadinya pembelokan lubang, selama pemboran berlangsung.
Membuat agar putaran rangkaian bor stabil.
23
Memperkuat bagian bawah dari rangkaian pipa bor agar mampu menahan adanya gaya puntiran. Dengan demikian diharapkan operasi pemboran akan berjalan dengan laju (ROP) yang besar, lubang bor yang lurus serta faktor kerusakan yang minimal untuk ranglaian pipa bor, terutama drill pipe-nya. pipe-nya. Berdasarkan kondisi fisiknya, drill collar dapat dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu sebagai berikut :
Standa ar t D ri ll Colla Collar r , mempunyai permukaan yang halus 1. Stand dengan box connection terletak connection terletak pada bagian atas (top (top)) dan pin dan pin connectionnya connectionnya pada bagian bawah (bottom (bottom). ).
Spir r aled led D r ill Co C ollar llar , mempunyai permukaan yang beralur, 2. Spir seperti spiral dan digunakan pada keadaan khusus, yaitu untuk mencegah terjadinya penjepitan lubang bor pada pipa (differential wall sticking ). ). 3. Zipp Zipped D ri ll Colla Collar r , pada permukaan terdapat ceruk (lekukan 0 yaitu pada bagian ujung atas drill collar yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan.
Karakteristik D r ill Colla Collar r
Perbedaan antara Dr ill Pipe Pipe dan D r i ll C ollar llar
Perbedaan pokok antara drill pipe dengan pipe dengan drill collar terletak terletak pada ukuran, berat serta kekuatannya. Perbedaan yang lain adalah pada teknik penyambungannya, dimana pada drill pipe terdapat terdapat tool joint sedangkan pada drill collar tidak. Hal ini dikarenakan drill collar mempunyai mempunyai dinding yang lebih tebal dibanding drill pipe, pipe, sehingga ulir dapat dibuat pada dinding drill collar itu itu sendiri.
24
Ukuran D r i ll C ollar llar
Ketentuan-ketentuan yang umum mengenai ukuran drill collar adalah adalah sebagai berikut : 1.
Pada umumnya mempunyai panjang 30 ft atau mungkin kurang, akan tetapi tidak mungkin lebih.
2.
Tebal dindingnya minimum 3,5 inch.
3.
Beratnya lebih dari 3 ton.
4.
Pemasangan drill collar pada bagian bagian bawah rangkaian pipa bor memungkinkan untuk 2 sampai 60 buah.
4.2.3 MATA BOR (PAHAT, B I T )
Mata bor merupakan ujung paling bawah dari rangkaian pipa bor yang secara langsung bersentuhan dengan lapisan formasi. Mata bor berfungsi untuk menghancurkan batuan dan menembus formasi sampai pada kedalaman yang diinginkan. Bagian-bagian dari mata bor adalah sebagai berikut :
Shank Shank , merupakan suatu alur ulir untuk menghubungkan mata bor dengan bit sub atau box connection pada connection pada bagian bawah drill collar.
dudukan poros Bit Lugs , bagian dari mata bor yang berfungsi untuk dudukan poros dan cone. cone.
Cone, merupakan suatu roda-roda bergerigi (gerinda) yang berputar pada bagian bawah mata bor.
F luid lui d P assag ssag e Way ( j ets), adalah suatu nozzle yang terdapat pada bagian bawah mata bor dan berfungsi untuk menyemprotkan fluida pemboran (lumpur bor) ke formasi. Berdasarkan fungsinya mata bor diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Drag bit
25
2. Roller - cone 3. Diamond bit a.
Drag Drag Bi t Drag bit tidak mempunyai roda-roda yang dapat bergerak dan membor dengan gaya keruk dari bladenya. Letak nozzle pada nozzle pada jenis bit ini dirancang agar lumpur keluar dari rangkain pipa bor langsung menyemprot bladenya. bladenya. Bit Bit jenis jenis ini biasanya digunakan pada formasi lunak dan plastik.
Masalah-masalah yang sering
timbul pada penggunan drag bit antara antara lain adalah sebagai berikut: 1. Pembengkokan lubang bor. 2.
Under Gauge, Gauge, yaitu diameter lubang bor yang terbentuk tidak sesuai dengan target.
3. Balling , yaitu pelapisan padatan pada bit , hal ini terjadi pada pemboran formasi shale formasi shale.. Masalah
pembengkokan
lubang
dapat
dikurangi
dengan
penambahan weight on bit dengan menambah drill collar . b. R oller ller C one
Merupakan bit Merupakan bit yang mempunyai kerucut (cone (cone)) yang dapat berputar untuk menghancurkan batuan. Pada masing-masing cone terdapat gigi-gigi. Gigi yang relatif panjang dan jarang atau renggang digunakan pada pemboran formasi lunak, sedangkan gigi yang relatif pendek dan berdekatan digunakan untuk menembus formasi batuan yang sedang sampai keras. Berdasarkan jenis giginya, roller cone bit dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1. Steel Tooth Bit (milled tooth bit), bit), dan 2. Insert bit c. D i amond B i t
26
Pengeboran dengan menggunakan diamond bit sifatnya bukan penggalian, tetapi berprinsip pada proses penggoresan dari butir butir intan yang dipasang pada matrix besi matrix besi sehingga laju pemboran yang terjadi adalah lambat. Pemakaian intan dipertimbangkan karena karena intan dianggap zat padat yang paling keras dan abrasif, dan pada prakteknya pemakaian diamond bit pada operasi pemboran mempunyai umur yang relatif panjang (awet) sehingga mengurangi frekuensi round trip, trip, dengan demikian akan mengurangi biaya pemboran.
4.2.4 SPE C I AL I ZE ZED D DOWN H OLE TOOLS TOOL S
Specialized down hole tools tools merupakan peralatan khusus yang digunakan untuk mengontrol kerja rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung. Specialized down hole tools tools yang umum digunakan adalah : 1. Stabilizer 2. Rotary Reamers 3. Sock Absorber a. Stab Stabi lize lizer
Stabilizer digunakan sebagai bottom hole assembly untuk menjaga kestabilan bit dan dan DC dalam lubang bor selama berlangsung operasi pemboran. Ada 4 jenis stabilizer jenis stabilizer : : 1. Non-rotating sleave type stabilizer 2. Sleave type rig replairable stabilizer 3. Replaceable wear pod rig repairable stabilizer 4. Blande stabilizer b. R otary otary R eamer s
27
Merupakan peralatan yang digunakan pada operasi pemboran terutama menjaga ukuran lubang bor. c. Shock Shock Abso Absor ber s
Sering juga disebut " shock sub" sub" , merupakan peralatan yang diletakkan pada bagian bawah section bawah section DC untuk mengurangi getaran dan kejutan yang ditimbulkan oleh "cutting "cutting action of the bit " ketika membor batuan keras patahan dan selang-seling batuan keras-lunak, hal ini akan mengurangi terjadinya kerusakan rangkaian pipa bor dan bahkan rig -nya -nya sendiri.
4.3
PEMBAHASAN
Tenaga putar diperoleh dari prime mover yang disalurkan ke rotary table dan dari rotary table disalurkan ke kelly dan kelly dan kemudian ke drill string . Fungsi utama dari sistim pemutar adalah untuk memutar rangkaian pipa bor dan memberi beratan di atas pahat untuk membor lubang. Banyaknya proses yang terjadi pada operasi pemboran khususnya sistim pemutar, akan banyak menimbulkan problem menimbulkan problem yang yang jika tidak segera dilakukan penanggulangannya akan dapat menghentikan proses pemboran. Swivel merupakan alat berbentuk khusus yang digantungkan pada hook yang terletak dibawah travelling block dan mempunyai fungsi utama untuk : 1.
Menghubungkan bagian alat yang diam dengan batang bor yang berputar bebas, sambil dialiri lumpur bertekanan tinggi tanpa kebocoran.
2.
Menahan beban menggantung dari batang bor selama sirkulasi.
Rotary table berfungsi table berfungsi untuk : 1.
Meneruskan gaya putar dari drawwork ke ke rangkaian pipa bor melalui kelly bushing dan dan kelly. kelly.
28
2.
Menahan pipa bor dalam lubang pada saat penyambungan atau pelepasan pipa bor dilakukan. Kecepatan meja putar dapat diatur oleh seorang drillerman dengan drillerman dengan beberapa handle yang ada di drawwork . Rotary slips slips jika dimasukkan ke dalam master bushing , maka akan
berfungsi sebagai penggantung rangkaian pipa bor pada saat dilakukan penyambungan atau pelepasan section pelepasan section rangkaian rangkaian pipa bor. Master bushing merupakan alat yang dapat dilepas dari rotary table. table. Master bushing berfungsi sebagai dudukan (penempatan ) kelly bushing atau rotary slip. slip. Kelly Kelly merupakan rangkaian pipa bor yang paling atas dimana bentuk irisan luarnya dapat berbentuk segi empat, segi tiga, segi enam. Kelly Kelly ini dimasukkan ke dalam kelly bushing . Drill pipe pipe merupakan bagian rangkaian pipa bor yang terpanang artinya jumlahnya paling banyak dalam satu rangkaian pipa bor untuk mencapai kedalaman lubang bor yang diinginkan. Fungsi drill pipe adalah pipe adalah : 1.
Menghubungkan kelly Menghubungkan kelly terhadap terhadap drill collar dan dan mata bor di dasar lubang bor.
2.
Memberikan rangkaian panuang pipa bor, sehingga dapat menembus formasi yang lebih dalam.
3.
Memungkinkan naik-turunnya mata bor.
4.
Meneruskan putaran dari meja putar ke meja bor.
5.
Meneruskan aliran lumpur bor dari swivel dari swivel ke ke mata bor. Shock absorber di letakkan pada bagian bawah pemasangan drill
collar untuk menyerap getaran dan setiap beban kejut yang mungkin terjadi akibat aksi pemotongan mata bor waktu mengebor batu keras dan lunak berganti-ganti, sehingga mengurangi kemungkinan kerusakan batang bor dan juga rig sendiri. sendiri.
29
Stabilizer digunakan pada pemasangan dasar lubang untuk menjaga keseimbangan mata bor dan drill collar di dalam lubang sewaktu pengeboran berlangsung. Drill collar adalah pipa-pipa baja penyambung berdinding tebal yang berat, melalui mana cairan pengeboran bisa lewat. Letaknya pada bagian bawah dari batang bor, diatas mata bor. Bit adalah alat yang berfungsi untuk membor lubang atau sumur pemboran. Bit pemboran. Bit digantung digantung didasar batang bor.
4.4 KESIMPULAN
Fungsi utama sistem pemutar adalah untuk memutar rangkaian pipa bor dan memberikan beratan diatas pahat pembor lubang. Sistem pemutar terdiri dari tiga sub-komponen, yaitu : 1. Peralatan putar (rotary (rotary assembly) assembly) a. Meja putar (rotary (rotary table) table) b. Master bushing c. Kelly bushing d. Rotary slips 2. Rangkaian Pipa Bor a. Swivel b. Kelly c. Drillpipe d. Drillcollar 3. Specialized Down – Hole Hole Tools a.
Stabilizer
b. Rotary reamers c.
Shock Absorbers
BAB V SISTEM SIRKULASI (CIRCULATING SYSTEM)
5.1. TUJUAN
1. Untuk mengetahui peralatan-peralatan pada system sirkulasi sirkulasi 2. Untuk memahami fungsi-fungsi fungsi-fungsi peralatan dari system sirukulasi sirukulasi
5.2. DASAR TEORI
Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistem pemboran, sehingga lumpur bor mampu mengoptimalkan fungsinya. Sistem sirkulasi pada dasarnya terdiri dari empat komponen, yaitu : 1. Fluida pemboran (lumpur bor), 2. Tempat persiapkan, 3. Peralatan sirkulasi, dan 4. Conditioning area.
5.2.1
LUMPUR PEMBORAN (DRILLING FLUIDA, MUD)
Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay (clay), ), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. Di lapangan fluida dikenal sebagai "lumpur" (mud (mud ). ). Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran. Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut: 30
31
5.2.2
Mengangkat cutting ke ke permukaan.
Mendinginkan dan melumasi bit dan dan drill string.
Memberi dinding lubang bor dengan mud cake. cake.
Mengontrol tekanan formasi.
Menahan cutting dan dan material pemberat sirkulasi lumpur dihentikan.
Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan. dipermukaan.
Menahan sebagian berat drill pipe dan pipe dan cutting (bouyancy (bouyancy effect ). ).
Mengurangi efek negatif pada formasi.
Mendapatkan informasi (mud (mud log, sample log ). ).
Media logging Media logging .
Komposisi Lumpur Pemboran
Komposisi lumpur pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasi yang ditembus oleh mata bor. Ada dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :
Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusannya.
Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi dibawah permukaan separti masuknnya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai "kick "kick "). "). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi maka akan menyebabkan semburan liar (blowout (blowout ). ).
5.2.3
Jenis Lumpur Pemboran
Penentuan lumpur pemboran yang digunakan dalam suatu operasi pemboran didasarkan pada kondisi bawah permukaan dari formasi yang sedang ditembus. Fluida pemboran yang umum digunakan dalam suatu operasi pemboran dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Water - based mud
32
2. Oil - based mud 3. Air or Gas - based mud
a. Wate Water -B ased sed Mud M ud
Pada lumpur pemboran jenis water-based mud , zat komponen yang paling banyak digunakan adalah water based mud (kurang (kurang lebih 80%). Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar atau air asin, clay dan chemical additives. additives. Komposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor. Pedoman operasional dalam pembuatan water based mud secara secara umum adalah sebagai berikut :
(natural mud ) Surfa Surf ace dr illing illi ng operasi rasi onal nal, digunakan lumpur biasa (natural dengan sedikit additive paling additive paling banyak digunakan.
H ar d subsur subsurface face dr i lling lli ng ope oper ati ati ons, bila menembus formasi keras (porositas rendah) digunakan lumpur encer.
Soft Soft sub subsur sur face face dri lling operati rati ons, bila menembus formasi bertekanan tinggi (porositas tinggi), digunakan lumpur berat. Water based mud merupakan jenis lumpur yang paling umum digunakan karena murah, mudah penggunaanya dan membentuk " filter filter cake" cake" (kerak lumpur) yang berguna untuk lubang bor dari bahaya gugurnya dinding lubang bor.
b. Oil Oi l - B ased sed M ud
Digunakan pada pemboran dalam, hot holes, holes, formasi shale, shale, dan sebagainya. Lumpur ini lebih mahal, tetapi akan mengurangi terjadinya proses pengaratan (korosi) yang dapat mengakibatkan kerusakan fatal pada rangkaian pipa bor.
33
c. Ai r or or Gas - B ased sed Mud
Keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pemboran yang lebih besar. Karena digunakan kompresor, kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.
5.2.4
TEMPAT PERSIAPAN (PREPARATION AREA)
Ditempatkan pada tempat dimulai sisten sirkulasi. Tempat persiapan lumpur pemboran terdiri dari peralatan-peralatan yang diatur untuk memberikan fasilitas persiapan atau "treatment" lumpur bor. Peralatan yang digunakan untuk persiapan pembuatan lumpur pemboran meliputi :
additives. Mud hous house e, merupakan gudang untuk menyimpan additives.
Stee Steel mud mud pits/ its/ tank , merupakan bak penampung lumpur di permukaan terbuat dari baja.
Mi xing xi ng hop hopper , merupakan peralatan yang digunakan untuk menambah additive ke dalam lumpur.
Chemical mixing barrel, merupakan peralatan untuk menambah bahan bahan kimia kedalam lumpur.
B ulk St S tor age bi bi ns, merupakan bin yang berukuran besar digunakan untuk menambah additive dalam additive dalam jumlah yang banyak.
Water tank , merupakan tangki penyimpan air yang digunakan pada tempat persiapan lumpur.
R eser ser ve pit , merupakan kolam yang besar digunakan untuk menampung kelebihan lumpur.
5.2.5
PERALATAN SIRKULAI (CIRCULATING EQUIPMENT)
Peralatan sirkulasi merupakan komponen utama dalam sistem sirkulasi. Peralatan ini mengalirkan lumpur pemboran dari peralatan
34
sirkulasi, turun kerangkaian pipa bor dan naik ke annulus annulus serbuk bor kepermukaan menuju conditioning area area sebelum kembali ke mud pits untuk sirkulasi kembali. Peralatan sirkulasi terdiri dari beberapa komponen alat, yaitu : 1. Mud pit 2. Mud pump 3. Pump discharge and return lines 4. Stand pipe 5. Rotary house
5.2.6
CONDITIONING AREA
Ditempatkan dekat rig . Area ini terdiri dari peralatan-peralatan khusus yang digunakan untuk "Clean "Clean up" up" (pembersihan) lumpur bor setelah keluar dari lubang bor. Fungsi utama peralatan-peralatan ini adalah untuk membersihkan lumpur bor dari serbuk bor (cutting (cutting ) dan gasgas yang terikut. Metode pokok yang digunakan untuk memisahkan cutting dan gas ada dua macam, yaitu : 1. Menggunakan prinsip gravitasi, dimana lumpur dialirkan melalui shale shaker dan settling dan settling tanks, tanks, dan 2. Secara mekanik, dimana peralatan-peralatan khusus yang dipasang pada mud pits dapat pits dapat memisahkan lumpur dan gas. Peralatan yang digunakan pada conditioning area terdiri area terdiri dari :
Set Settling tank , merupakan bak terbuat dari baja digunakan untuk menampung lumpur bor selama conditioning.
R eser ser ve pi ts, merupakan kolam besar yang digunakan untuk menampung cutting dari dalam lubang bor dan kadang-kadang untuk menampung kelebihan lumpur bor.
35
Mud - Ga G as se separato rator , merupakan merupakan suatu peralatan yang memisahkan gas yang terlarut dalam lumpur bor dalam jumlah yang besar.
Shale Shale Shake Shaker r , merupakan peralatan yang memisahkan cutting yang besar-besar dari lumpur bor.
Degasser , merupakan peralatan yang memisahkan butir-butir pasir dari lumpur bor.
Desilter , merupakan peralatan yang memisahkan partikel-partikel cutting partikel-partikel cutting yang berukuran paling halus dari lumpur bor.
5.3 PEMBAHASAN
Fungsi utama dari sistem sirkulasi adalah mengangkat serpihan cutting dari dasar sumur ke permukaan. Fluida pemboran umumnya berupa suspensi dari clay dan material lainnya dalam air yang disebut dengan fluida pemboran. Fluida pemboran adalah suatu campuran cairan khusus yang diedarkan kebawah, kedalam sumur bor untuk membantu mata bor dalam mengebor lubang dan ikut membantu menjaga keadaan di dalam sumur bor. Fluida pemboran ini secara umum disebut sebagai “lumpur atau mud ”. ”. Agar laju penembusan tinggi, driller juga harus mempertimbangkan komposisi lumpur pemboran, jika salah satu sifat fisik dari lumpur tidak sesuai maka biasanya laju penembusan menurun. Prinsip Kerja dari sistem sirkulasi adalah dari mud pit tanks tanks mengalir lumpur dan kemudian masuk kedalam mud discharge lines lines karena tekanan pompa lumpur masuk ke dalam stand pipe, diteruskan ke kelly kemudian kelly kemudian masuk kerangkaian pipa bor. Setelah itu melalui annulus annulus dan keluar melalui mud return lines lines menuju mud gas separator diteruskan ke resevoar pits pits kemudian masuk ke settling ke settling tanks dan tanks dan kemudian kembali lagi ke mud pits tank , demikian berlangsung seterusnya.
36
5.4 KESIMPULAN
1. Sistem sirkulasi terdiri dari empat sub-komponen utama, yaitu : a. Fluida pemboran (drilling (drilling fluid ) b. Tempat persiapan ( preparation preparation area) area) c. Peralatan sirkulasi (circulation (circulation equipment ) d. Conditioning area 2. Ada tiga jenis fluida pemboran, yaitu : a. Water-based mud b. Oil-based mud c. Air or gas-based mud 3. Fluida
pemboran yang dipakai dalam operasi pemboran tergantung dari
jenis formasi yang akan ditembus dan juga kondisi lubang bor, maka dari itu dari sini kita dapat menentukan komposisi lumpur yang akan digunakan. 4. Fluida pemboran merupakan tempat yang terletak pada permulaan dari sistem sirkulasi (dekat mud pumps) pumps) dimana fluida pemboran pertama-tama dipersiapkan, dirawat dan diganti tergantung dari keadaan lubang. 5. Conditioning area area merupakan tempat dimana fluida pemboran dibersihkan setelah disirkulasikan.
BAB VI SISTEM PENCEGAH SEMBURAN LIAR (BLOW OUT PREVENTION SYSTEM) 6.1. TUJUAN
1. Untuk
mengetahui
peralatan-peralatan
pada
system
pencegahan
semburan liar 2. Untuk memahami fungsi-fungsi peralatan pada system pencegahan semburan liar
6.2. DASAR TEORI
Fungsi utama dari sistem pencegahan semburan liar ( BOP BOP System) System) adalah untuk menutup lubang bor ketika terjadi “kick “kick ”. ”. Blowout terjadi karena masuknya aliran fluida formasi yang tak terkendalikan ke permukaan. Blowout permukaan. Blowout biasanya diawali dengan adanya “kick ” yang merupakan suatu intrusi fluida formasi bertekanan tinggi kedalam lubang bor. Intrusi ini dapat berkembang berkembang menjadi blowout bila bila tidak segera diatasi. Rangkaian peralatan sistem pencegahan semburan liar ( BOP BOP System) System) terdiri dari dua sub komponen utama yaitu Rangkaian BOP Rangkaian BOP Stack , Accumulator dan Sistem Penunjang.
1. Rangkaian BOP Stack
Rangkaian BOP Stack ditempatkan pada kepala casing atau kepala sumur langsung dibawah rotary table pada table pada lantai bor. Rangkaian BOP Rangkaian BOP Stack terdiri terdiri dari peralatan sebagai berikut :
37
38
Annula Annular Pre Pr evente nter Ditempat paling atas dari susunan BOP susunan BOP Stack . Annular preventer berisi preventer berisi rubber packing element yang dapat menutup lubang annulus annulus baik lubang dalam keadaan kosong ataupun ada rangkaian pipa bor.
R am P r evente venterr Ram preventer hanya dapat menutup lubang annulus untuk annulus untuk ukuran pipa tertentu, atau pada keadaan tidak ada pipa bor dalam lubang. Jenis ram preventer yang biasanya digunakan antara lain adalah :
P i pe r am Pipe ram ram digunakan untuk menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor berada pada lubang bor.
B lind li nd or B lank lank R ams Peralatan tersebut digunakan untuk menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor tidak berada pada lubang bor.
Shea Shear Ra R ams Shear rams rams digunakan untuk memotong drill pipe pipe dan seal sehingga lubang bor kosong (open (open hole), hole), digunakan terutama pada offshore floating rigs.
D r i lling Spo Spools Drilling spolls adalah terletak diantara preventer . Drilling spools berfungsi
sebagai
tempat
pemasangan
choke
line
(yang
mengsirkulasikan “kick “kick ” keluar dari lubang bor ) dan kill line (yang memompakan
lumpur
berat). Ram
preventer pada
sisa-sisanya
mempunyai “cutlets “cutlets”” yang digunakan untuk maksud yang sama.
C asing si ng H ead (Well (Well H ead) Merupakan alat tambahan pada bagian atas casing yang berfungsi sebagai fondasi BOP fondasi BOP Stack.
39
2. Accumulator
Biasanya ditempatkan pada jarak sekitar 100 meter dari rig . Accumulator bekerja pada BOP stack dengan “high “high pressure hydraulis” hydraulis” ( saluran hidrolik bertekanan tinggi ). Pada saat terjadi “kick “ kick ” Crew Crew dapat dengan cepat menutup blowout preventer dengan menghidupkan kontrol pada accumulator atau atau pada remote panel yang yang terletak pada lantai bor. Unit accumulator dihidupkan pada keadaan darurat yaitu untuk menutup BOP Stack . Unit ini dapat dihidupkan dari remote panel yang terletak pada lantai bor atau dari accumulator panel pada unit ini terdiri dalam keadaan crew harus crew harus meninggalkan lantai bor.
Sistem Penunjang ( Supp Supporting Syst Syste em)
Peralatan penunjang yang terpasang rangkaian peralatan sistem pencegahan semburan liar ( BOP BOP System) System) meliputi choke manifold dan kill line.
C hoke hoke Manifo Manif old Choke Manifold merupakan suatu kumpulan kumpulan fitting dengan beberapa outlet yang dikendalikan secara manual dan atau otomatis. Bekerja pada BOP Stack dengan Stack dengan “high “high presure line” line” disebut “Choke “Choke Line”. Line”. Bila dihidupkan choke manifold membantu menjaga back pressure dalam lubang bor untuk mencegah terjadinya intrusi fluida formasi. Lumpur bor dapat dialirkan dari BOP Stack kesejumlah valve valve (yang membatasi aliran dan langsung ke reserve pits), pits), mud-gas separator atau atau mud conditioning area back pressure pressure dijaga sampai lubang bor dapat dikontrol kembali.
K ill Li ne. Kill Line Line bekerja pada BOP Stack biasanya berlawanan berlangsung dengan choke manifold (dan choke line). line). Lumpur berat dipompakan
40
melalui kill line kedalam line kedalam lumpur bor sampai tekanan hidrostatik lumpur dapat mengimbangi tekanan formasi.
6.2.1
DESKRIPSI ALAT 1. Komponen Utama BOP System
Komponen utama BOP System System terdiri dari dua sub komponen, yaitu
Rangkaian BOP
Stack , Accumulator dan
Sistem
Penunjang
(Supporting System). System). Fungsi :
a. Rangkaian BOP Stack , berfungsi untuk menahan tekanan lubang bor saat terjadi kick , dimana rangkaian tersebut terdiri dari sejumlah valve yang valve yang dapat menutup lubang bor bila terjadi kick terjadi kick . b. Choke manifold , bekerja pada BOP pada BOP stack dengan dengan high pressure line yang dapat memindahkan aliran lumpur pada saat terjadi "kick "kick ". ". c. Kill line, disambung berlawanan letaknya dengan choke line sehingga memungkinkan pemompaan lumpur berat ke dalam lubang bor. Perusahaan pembuat : I NDUSTRI NDUSTRI AL EXPORT EXPORT
2. Rangkaian BOP Stack
a. Rangkaian BOP Stack terdiri dari Annular Preventer , Pipe ram preventer, Drilling preventer, Drilling Spool, Blind ram preventer, dan preventer, dan Casing head. b. Fungsi:
annulus baik lubang Ann A nnula ularr pr evente nter , dapat menutup lubang annulus dalam keadaan kosong ataupun ada rangkaian pipa bor.
R am prev prevente enter r , hanya dapat menutup lubang annulus untuk ukuran pipa tertentu, atau dalam keadaan tidak ada pipa bor dalam lubang.
41
D r i lling spo spools, tempat pemasangan choke line dan line dan kill line. line.
Casing head , sebagai fondasi BOP fondasi BOP Stack.
3. Sistem Penunjang ( Supp Supporting Syst Syste em)
Komponen utama dari sistem penunjang adalah Choke manifold , dan Kill line. line.
Fungsi: a. Choke manifold , membantu menjaga back pressure pressure dalam lubang bor untuk mencegah terjadinya intrusi fluida formasi. b. Kill line, tempat lalunya lumpur berat yang dipompakan ke dalam lubang bor sampai tekanan hidrostatik lumpur dapat mengimbangi tekanan formasi.
Perusahaan pembuat : INDUSTRIAL EXPORT
6.3 PEMBAHASAN
BOP sangat diperlukan dalam operasi pemboran, sebagai pengaman apabila sewaktu-waktu terjadi kick . Apabila terjadi kick maka crew crew dengan cepat menutup Blowout Preventer dengan menghidupkan kontrol pada accumulator yang yang terletak pada lantai bor. Pada perencanaan BOP Stack , ada beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain adalah sebagai berikut :
Kekuatan penahanan tekanan
Pemilihan dan pengaturan komponen
Variasi penempatan, serta
Sistem pembelok Prosedur yang lazim digunakan dalam memperkirakan besarnya tekanan
yang terjadi pada pemboran sumur dangkal adalah dengan estimasi tekanan
42
yang mungkin terjadi dengan berat lumpur yang digunakan serta kedalaman operasi pemboran. Sedangkan untuk sumur dalam memerlukan perhitungan yang lebih kompleks. Blow out preventer system system sangat berguna untuk mencegah terjadinya suatu aliran fluida formasi yang tidak terkendalikan sampai ke permukaan, yaitu dengan menutup lubang bor ketika terjadi ‘kick ‘kick ’. ’. Faktor utama yang harus diperhatikan adalah tentang keadaan lumpur bor. Lumpur bor harus terus dikontrol sehingga kita dapat mengetahui kalau kalau terjadi terjadi
‘kick ’. ’. Tanda-tanda Tanda-tanda
terjadinya ‘kick ‘kick ’ antara lain lumpur bor memberikan tekanan hidrostatik lebih kecil dari tekanan formasi, volume lumpur dalam mud pit terlalu besar, dan lain-lain. Sistem ini terdiri dari dua sub-komponen utama, yaitu BOP stack dan accumulator serta supporting system. system. Adapun fungsi dari BOP Stack adalah menahan tekanan lubang bor bila terjadi kick dan dan apabila keadaan darurat maka accumulator akan menutup BOP menutup BOP Stack dan untuk menggerakkan accumulator yang bekerja pada sistem BOP sistem BOP stack , menggunakan " High Pressure Hydraulic" Hydraulic" (saluran hidrolik bertekanan tinggi).
6.4. KESIMPULAN
1. Fungsi utama dari blowout preventer system adalah menutup lubang bor ketika tejadi kick . 2. Kick merupakan intrusi fluida formasi bertekanan tinggi masuk ke lubang bor dan akan berkembang menjadi blowout jika blowout jika tidak segera diatasi. 3. BOP stack terdiri dari sejumlah valve yang dapat menutup lubang bor bila terjadi kick . Mekanisme BOP bekerja secara langsung dari alat pengontrol manual maupun otomatis.
43
4. Supporting system meliputi choke manifold untuk memindahkan aliran lumpur bor pada saat terjadi kick dan kill line memungkinkan untuk pemompaan lumpur berat kedalam lubang bor. 5. Peralatan BOP dikatakan penting mengingat safety mengingat safety dan besarnya biaya jika pemboran yang dilakukan sia-sia.
BAB VII SISTEM PENYEMENAN (CEMENTING SYSTEM)
7.1. TUJUAN
1. Untuk mengetahui peralatan-peralatan pada system penyemenan 2. Untuk memahami fungsi-fungsi peralatan pada system penyemenan
7.2 DASAR TEORI
Penyemenan suatu sumur merupakan salah satu faktor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi pemboran. Berhasil atau tidaknya suatu pemboran, salah satu diantaranya adalah tergantung dari berhasil atau tidaknya penyemenan sumur tersebut. Penyemenan sumur secara integral, merupakan salah satu aspek yang sangat penting dalam suatu operasi pemboran, baik sumur minyak maupun gas. Semen tersebut digunakan untuk melekatkan rangkaian pipa selubung dan mengisolasi zona produksi serta mengantisipasi adanya berbagai masalah pemboran. Perencanaan penyemenan meliputi :
Perkiraan kondisi sumur (ukuran, temperatur, tekanan, dan sebagainya)
Penilaian terhadap sifat lumpur pemboran
Pembuatan suspensi semen ( slurry slurry design) design)
Teknik penempatan
Pemilihan peralatan, seperti centralizers, scratchers, scratchers, dan float dan float equipment
Program perencanaan penyemenan secara tepat, merupakan hal pokok yang akan mendukung suksesnya operasi pemboran. Pada dasarnya operasi penyemenan bertujuan untuk : 1. Melekatkan pipa selubung pada dinding lubang sumur,
44
45
2.
Melindungi pipa selubung dari masalah-masalah mekanis sewaktu operasi pemboran (seperti getaran),
3.
Melindungi pipa selubung dari fluida formasi yang be rsifat korosi, dan
4.
Memisahkan zona yang satu terhadap zona yang lain dibelakang pipa selubung.
7.2.1. Komponen, Komposisi dan Karakteristik Semen
Komponen utama semen Portland semen Portland diperlihatkan oleh Tabel 7-1. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa C3S dan C2S merupakan komponen utama. C3S memiliki laju hidrasi yang paling tinggi dan berpengaruh pada sifat ketahanan semen secara keseluruhan. C2S merupakan komponen yang tidak begitu reaktif dan berpengaruh pada peningkatan kekuatan semen secara bertahap. C3A berpengaruh pada pengerasan awal karena sifat hidrasinya yang cepat. C4AF hampir sama dengan C3A akan tetapi sangat tergantung pada temperatur dan persentase aditif. Bahan dasar pembuatan semen diambil dari batuan jenis Calcareous dan Argillaceous Argillaceous seperti limestone, clay dan dan shale, shale, serta jenis bahan lainnya dengan kandungan kalsium karbonat yang tinggi. Suspensi semen yang dipompakan ke dalam lubang sumur terdiri dari : Semen, Jenis semen yang biasa digunakan adalah semen potland semen potland
Ad A ddi ti ve khusus, Zat tambahan ini digunakan untuk mengatur karakteristik semen, seperti tickening time, time, densitas dan compressive strengths. Air, Air merupakan bagian yang penting dalam penyemenan, sehingga
sample semen dan air harus ditest sebelum digunakan dalam penyemenan yang sebenarnya.
46
7.2.2. Jenis Penyemenan
Berdasarkan alasan dan tujuannya, penyemenan dapat dibagi dua, yaitu pr pr imary imary cem cementi nti ng, dan sque squee eze cem cementi nti ng.
Primary Cementing Merupakan penyemenan pertama kali yang dilakukan setelah pipa selubung diturunkan kedalam sumur. Penyemenan antara formasi dengan pipa selubung bertujuan untuk : 1.
Melindungi formasi yang akan dibor dari formasi sebelumnya dibelakang pipa selubung yang mungkin bermasalah .
2.
Mengisolasi formasi formasi tekanan tinggi dari zona dangkal sebelumnya.
3.
Melindungi daerah produksi dari water-bearing sands. sands. Suspensi semen biasanya ditempatkan dibelakang pipa selubung.
Suatu
kondisi
pemboran
tertentu
mungkin
mengharuskan
untuk
penyemenan annulus tanpa penyemenan annulus secara keseluruhan. Penyebab yang umum adalah adanya zona lost circulation circulation yang memungkinkan semen bersirkulasi kembali keatas. Sebab lain yang mungkin adalah kesalahan dalam pembuatan suspensi semen. Liner disemen dengan suspensi semen yang lebih ringan daripada rangkaian pipa selubung. Pada saat liner diturunkan kedalam lubang sumur, suspensi semen harus langsung dipompakan. Pensirkulasian suspensi semen dengan volume berlebih dapat menyebabkan masalah-masalah pemboran, antara lain : 1.
Jika suspensi semen dengan volume berlebih disirkulasikan keatas melalui annulus, annulus, mungkin akan diperlukan waktu tambahan, dimana kemungkinan semen akan mengeras di annulus. annulus.
2.
Sedangkan jika suspensi semen dengan volume berlebih tersebut sirkulasinya dikembalikan melalui pipa bor, tekanan hidrostatik dan
47
tekanan friksi pada dudukan pipa selubung akan menyebabkan terjadinya lost circulation. circulation.
Sque Squee eze Ce Cem menting nting Untuk menyempurnakan dan menutup rongga-rongga yang masih ada setelah primary setelah primary cementing , dapat dilakukan squeeze dilakukan squeeze cementing. Aplikasi pokok untuk squeeze untuk squeeze cementing antara antara lain adalah : 1.
Menyempurnakan primary cementing ataupun
untuk
perbaikan
terhadap hasil penyemenan yang rusak. 2.
Mengurangi water-oil ratio, gas-oil ratio dan water-gas ratio.
3.
Menutup kembali zona produksi yang diperforasi apabila pemboran mengalami kegagalan dalam mendapatkan minyak.
4.
Memperbaiki kebocoran pada pipa selubung
5.
Menghentikan lost circulation circulation yang terjadi pada saat pemboran berlangsung Pertimbangan yang paling penting dalam operasi squeeze operasi squeeze cementing
adalah teknik penempatan dan pembuatan suspensi semen yang akan digunakan. Squeeze cementing juga dapat digunakan untuk menurunkan ratio fluida produksi. Volume gas yang besar memungkinkan untuk terjadinya pengurangan
tekanan
reservoir
lebih
cepat,
bersamaan
dengan
pembentukan harga pemisah yang berlebih pada fasilitas produksi permukaan oleh volume air yang besar. Bagian perforasi p erforasi tertentu mungkin harus ditutup dengan pemompaan suspensi semen, sehingga volume gas dan air dapat dikurangi dengan penyemenan dibagian atas dan bawah perforasi secara berurutan. Lost berurutan. Lost circulation seringkali circulation seringkali dapat diatasi dengan squeeze cementing , dengan catatan proses penyemenan harus sesuai dengan jenis lost circulation circulation yang terjadi. Ada empat metode squeeze cementing
48
yang saat ini digunakan, yaitu bradenhead methods, packer squeeze methods, balanced plug methods, methods, dan dump bailer methods. a. B r ade adenhead M ethod
Dalam metode ini drill pipe pipe diturunkan hingga berada tepat diatas perforasi (atau zona) yang akan mendapatkan squeezed off . Kemudian semen ditempatkan guna menutupi zona tersebut. Pipe tersebut. Pipe rams lalu ditutup dan diterapkan tekanan hasil perhitungan dari permukaan guna melakukan squeeze melakukan squeeze off terhadap terhadap perforasi tersebut. b. P acker S quee queeze M ethod
Pada metode ini retrievable packer atau retainer packer diturunkan hingga berada tepat diatas zoana yang akan di squeezed di squeezed off. Retrievable packer , ditempatkan pada pipa bor. Retainer packer dijalankan dengan wire line line dan diset dengan special dengan special setting kit . Jika volume total semen telah di squeezed off , maka semen berlebih harus dipompakan agar kembali sehingga tidak akan menyemen pipa bor. c. H esita si tatition on S quee queeze
Metode ini secara khusus digunakan pada zona dengan permeabilitas rendah. Sebuah pipa bor digunakan dalam menempatkan semen sepanjang zone of interest dan bubur semen dipompa dan dihesitasi. d. Pluggi Plug gingng-b back Ope Oper ati on
Operasi ini meliputi penempatan cement plug sepanjang zona yang akan di plug di plug off . Plug semen digunakan untuk :
Meninggalkan lower depleted zones. Plug off atau meninggalkan seluruh sumur atau sebagian dari sebuah open hole.
Memberikan kick of point untuk untuk operasi side operasi side track drilling.
49
Menutup zona lost circulation pada circulation pada open hole.
e. B alance alanced d Plug M ethod thod
Pada
metode
ini
hanya
digunakan
pipa
bor. Pre-flush
dipompakan sebelum semen dan lalu diikuti oleh fluida pembatas ( spacer spacer ). ). Prinsipnya adalah menempatkan kolom semen pada pipa bor yang tingginya harus sama dengan yang terdapat pada annulus.
7.2.3. Metode Penyemenan
Berdasarkan pada metode yang digunakan, proses penyemenan dapat dibedaka menjadi dua jenis, yaitu single st stage cem cementing nting , dan multy stage
cementing . a.
Single Stage Cementing
Single stage cementing umumnya digunakan untuk melakukan penyemenan terhadap pipa konduktor dan surface. surface. Sejumlah lumpur disiapkan dan dipompakan ke dalam dalam casing . Perlu dicatat pula bahwa seluruh bagian internal dari peralatan casing , termasuk float shoe, wiper plug dan lain sebagainya merupakan peralatan yang dengan mudah dapat hancur bila dibor. b. Multi Multi Sta Stage Ce Cem menti nti ng
Multi stage cementing diterapkan pada penyemenan rangkaian casing yang yang panjang khususnya guna :
Mengurangi tekanan total pemompaan . Mengurangi tekanan total hidrostatis pada formasi-formasi lemah sehingga tidak terjadi atau terbentuk rekahan.
Memungkinkan pemilihan penyemenan daripada formasi.
Memungkinkan penyemenan keseluruhan total panjang casing .
Memastikan penyemenan efektif di sekeliling shoe shoe dari rangkaian casing sebelumnya. sebelumnya.
50
Pada multi stage cementing sebuah stage cementer dipasang pada posisi tertentu pada rangkaian casing . Posisi stage cementer ditentukan oleh panjang total kolom semen dan kekuatan formasi. Untuk pekerjaan two-stage cementing , sebuah one-stage cementer digunakan pada rangkaian casing . Casing lalu diturunkan ke dasar lubang. Kemudian casing disirkulasikan dengan sejumlah volume sebesar dua kali kapasitas lubang. Tahap pertama penyemenan ditujukan sebagai operasi tahap tunggal, akan tetapi bagian top top kolom semen berakhir tepat dibawah stage cementer . Tahap kedua diawali dengan menjatuhkan sebuah opening bomb dari permukaan sehingga memungkinkan untuk jatuh pada opening seat pada stage collar . Saat bomb bomb telah ditempatkan, tekanan pemompaan sebesar 1200 - 1500 psi diatas tekanan sirkulasi diterapkan pada penyeretan pin penahan dan memungkinkan sebuah bottom sleeve bergerak turun. Gerakan Gerakan sleeve akan membuka terminal, sehingga menetapkan hubungan antara bagian dalam (internal ) casing dengan annulus. annulus. Lumpur kemudian disirkulasikan guna mengkondisikan sumur yang ditujukan untuk memulai tahap kedua. Volume semen yang diperlukan untuk tahap kedua lalu dipompakan dan diikuti dengan sebuah closing plug . Bubur semen melewati terminal dari stage cementer dan akan ditempatkan pada annular area. area. Jika plug telah mencapai stage cementer maka tekanan sebesar 1500 psi diatas tekanan yang diperlukan untuk mensirkulasikan semen diterapkan pada closing plug sehingga mendorong upper sleeve turun dan dengan demikian akan menutup terminal dan menyekat ruang antara casing dengan annulus. Sehingga dengan demikian keseluruhan rangkaian casing telah telah disemen.
51
7.2.4. Mekanika Penyemenan
Persiapan dan pemompaan bubur semen tergantung pada kedalaman lubang dan temperatur dasar lubang yang diperkirakan, additive additive kimia yang ditambahkan untuk mengontrol sifat-sifat semen yang akan dimiliki setelah semen mengeras. Bubur semen disiapkan dengan mencampurkan semen kering dengan sebuah water jet . Hasil campuran diarahkan ke dalam sebuah tangki, dimana akan diuji densitas dan viskositasnya. Bubur semen kemudian dihisap oleh sebuah pompa tripleks yang kuat dan dipompakan pada tekanan tinggi sehingga masuk ke dalam casing melalui melalui cementing head . Cementing head menghubungkan top dari top dari casing dengan dengan unit pompa. Pada alat ini terdapat dua katup penahan yang berfungsi menahan top top dan bottom wiper plugs. plugs. Alat ini juga dilengkapi dengan sebuah manifold yang dapat dihubungkan dengan unit pompa semen atau sebuah pompa rig . Operasi penyemenan berlanjut dengan membuka katup penahan bottom wiper plugs dan mengarahkan bubur semen melewati top valve. Kemudian bubur semen akan mendorong bottom plug masuk masuk ke dalam casing sampai plug mencapai dan duduk diatas float diatas float collar . Pemompaan diteruskan hingga meruntuhkan diafragma sentral pada plug yang akan memungkinkan semen agar dapat mengalir lewat dan menempati sekeliling casing . Jika volume keseluruhan semen telah tercampur, maka pemompaan dihentikan dan top wiper plug ditempatkan pada cementing head . Kemudian lumpur pemboran dipompakan melalui top valve, valve, yang akan mendorong top wiper plug turun turun ke dalam casing . Jika top plug telah telah mencapai bottom plug maka maka sumur ditutup dan bubur semen dibiarkan agar mengeras.
7.2.5
Peralatan Penyemenan
Proses penyemenan terdiri dari pencampuran air dengan semen dalam perbandingan tertentu dan dengan additive tertentu additive tertentu pula. Pendorongan semen
52
dapat dilakukan dengan sistem sirkulasi ke belakang casing , ditekan masuk ke formasi atau ditempatkan sebagai suatu plug atau sumbat pada lubang yang tidak merupakan perforation completion completion (misalnya disini open hole completion). completion). Peralatan penyemenan pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian, yaitu peralatan di atas permukaan ( surface surface equipment ), ), dan peralatan bawah permukaan.
7.2.5.1 Peralatan Di Atas Permukaan
Peralatan penyemenan terdapat di atas permukaan meliputi Cementing unit , Flow line, line, dan Cementing head. A. C ementi nti ng Unit Uni t
Cementing unit adalah merupakan suatu unit pompa untuk memompakan bubur semen (slurry) (slurry ) dan lumpur pendorong dalam proses penyemenan, yang berfungsi untuk mengontrol rate rate dan tekanan. Jenis pompa dapat berupa duplex double acting piston pump dan dan single acting triplex plunger pump. Plunger pump pump lebih umum dipakai karena slurry slurry dapat dikeluarkan dengan rate yang lebih uniform dan tekanannya lebih besar. Cementing Unit terdiri terdiri dari :
Tanki Semen
Untuk menyimpan semen kering.
H opp opper Untuk mengatur aliran dari semen kering agar merata.
J et Mi xer xer Mixer yang umum digunakan sekarang ini adalah jet mixer dimana dipertemukan dua aliran yaitu bubur semen dan air yang ditentukan melalui venturi agar dapat mengalir dengan
53
deras
dan
dapat
menghasilkan
menghasilkan
pencampuran
yang
turbulensi, baik
dan
yang
dapat
benar-benar
homogen. Densitas slurry Densitas slurry dapat dapat diukur dengan mud balance. balance. Motor penggerak pompa dan pompa semen
Berfungsi
untuk
memompa
bubur
semen.
Jenis-jenis
cementing unit : 1. Truck mounted cementing unit 2. Marine 2. Marine cementing unit 3. Skit 3. Skit mounted cementing unit B. F low low L ine
Pipa yang berfungsi untuk mengalirkan bubur semen yang dipompakan dari cementing unit ke ke cementing head . C. C ementing nti ng H ead
Berfungsi untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk ke lubang bor. Ada dua tipe cementing head, yaitu head, yaitu : 1. Mac Clat Clatchi chi e Ce Cem menti nti ng H ead
Merupakan tipe cementing head yang cara penggunaannya pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug dengan jalan membuka dan memasang kembali. 2. Plug Container
Jenis ini tidak praktis dari pada mac clatchie, clatchie, karena pada plug contanier ini ini memasangnya top plug dan bottom plug tidak tidak perlu membukanya, akan tetapi sudah terpasang sebelumnya.
7.2.5.2 Peralatan Di Bawah Permukaan
Peralatan penyemenan bawah permukaan meliputi : a. Casing
Merupakan pipa selubung yang berfungsi untuk :
54
1. Melindungi lubang bor dari pengaruh fluida formasi dan tekanantekanan disekitarnya. 2. Melindung lubang bor dari guguran 3. Memisahkan formasi produktif satu dengan lainnya. 4. Bersama-sama
semen
memperkuat
dinding
lubang
serta
mempermudah operasi produktif nantinya. Jenis-jenis casing :
b.
Conductor casing
Intermediate casing
Production casing
Centralizer Untuk mendapatkan cincin semen yang baik (merata), casing harus terletak ditengah-tengah lubang, untuk itu casing dilengkapi dengan centralizer . Fungsi dari centralizer , yaitu sebagai berikut : 1. Menempatkan casing di di tengah-tengah lubang 2. Menyekrap mud cake 3. Mencegah terjadinya differential sticking Centralizer dibuat dari bahan baja, sehingga mampu mendorong casing di di tengah-tengah lubang.
c. Scrat Scratche cher s
Adalah suatu alat yang dirangkaikan/dipasang pada casing dan berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake, cake, sehingga didapat lubang bor yang bersih. Ada dua jenis scratchers jenis scratchers,, yaitu Rotation yaitu Rotation type wall scratchers dan Reciprecasing type scratcher. scratcher. Pemasangan scratchers scratchers pada casing pada umumnya dilas, tetapi dewasa ini dipasang dengan step dengan step collar atau clemps. Receiprecasing scratcher umumnya dipasang pada
55
interval 15-20 ft sepanjang daerah yang disusun, sedang relating scratcher dipasang pada zone produktif ( porous). porous). d.
Peralatan Floating
Peralatan floating terdiri dari casing shoe, shoe, float shoe, shoe, guide collar dan float dan float collar . 1. C asing Shoe Shoe
Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing dan didalamnya tidak terdapat valve. valve. Berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor. Shoe ini Shoe ini bersifat drillable atau drillable atau dapat dibor kembali. 2. F loat loat Shoe
Pada
prinsipnya
adalah
sama
dengan
casing
shoe, shoe,
perbedaannya terletak pada adanya valve yang valve yang berfungsi untuk :
Mencegah aliran balik, mencegah blowout pada saat casing diturunkan.
Mencegah aliran balik semen, setelah proses penyemenan.
Memperkecil beban menara.
3. G uid ui de C ollar
Tidak dilengkapi valve, valve, sehingga tidak dapat menahan tekanan balik. 4. F loat loat Co C ollar
Dilengkapi dengan valve, valve, sehingga fapat menahan tekanan balik semen.
56
e. Shoe Shoe Tra Tr ach
Merupakan pipa casing yang dipasang antara shoe shoe dan collar , sepanjang satu batang atau lebih, tergantung dari ketinggian semen di annulus, annulus, karena ketinggian semen di annulus annulus akan menentukan perbedaan tekanan hidrostatik diluar dan didalam didalam casing pada waktu memasukkan top plug. Shoe trach berfungsi trach berfungsi untuk untu k menampung bubur semen yang bercampur udara atau lumpur pendorong, agar tidak keluar ke annulus annulus disekitar shoe. shoe. Memasukkan udara pada bubur semen ini terjadi bila penyemenan menggunakan mac clatchie cementing head , yaitu pada saat cementing head dibuka sampai memasuki top plug dan pemasangan cementing head kembali. Udara masuk karena adanya penurunan tekanan semen, akibat perbedaan berat jenis bubur semen didalam casing dan dan berat jenis lumpur diluar casing . f.
Bottom Plug
Berfungsi untuk mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan bubur semen. Jadi untuk mendorong lumpur yang berada didalam casing dan memisahkan casing dari semen dan juga membersihkan mud film film didalam dinding casing , pada bottom plug terdapat membran membran yang pada tekanan tertentu dapat pecah, sehingga semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus annulus sampai mencapai tujuan yang diharapkan. Bottom diharapkan. Bottom plug dibuat dibuat dari bahan karet dan bahan dalamnya dibuat dari aluminium. g.
Top Plug
Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan semen dari sisa-sisa semen didalam casing . Alat ini sebagian besar terbuat dari karet dan pada bagian bawahnya digunakan plat aluminium dan tidak mempunyai membran. Apabila top plug ini ini sudah
57
mencapai bottom plug , maka tekanan pompa akanm naik secara tibatiba dan pada saat itu pemompaan dihentikan.
7.2.6 Peralatan Pada Stage Cementing A. Peralatan Di Atas Permukaan Permukaan
Pada penyemenan bertingkat ini, alat yang digunakan relatif sama dengan penyemenan konvensional. B. Peralatan Di Bawah Permukaan 1. Stage Stage Ce Cem mmenti nti ng Colla Collarr
Berfungsi untuk melewatkan bubur semen setelah penyemenan pertama dilakukan. penyemenan bertingkat dilakukan apabila sumur terlalu dalam, formasi diatas dan dibawah zona yang disemen cukup jauh, menghindari bahaya tekan pompa yang berlebih. 2. C ement Basket B asket
Terletak dibawah stage cementing collar , berfungsi untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah stage collar dan bagian atas stage atas stage collar . 3. Trip Tr ip Plug Plug
Setelah primary cementing selesai maka dimasukkan trip plug . Plug ini berfungsi untuk membuka lubnag pada strategi cementing collar . Karena beratnya, trip plug ini turun kebawah yang akhirnya sampai pada stage cementing collar . Dengan tekanan tertentu lower inner sleeve sleeve akan turun dan membuka lubang pada stage cementing collar disebut disebut cementing ports. ports. 4. Shut Off plug
Setelah pendorongan bubur semen selesai, kemudian dimasukkan shut off plug yang berfungsi untuk menutup cementing port , sehingga tidak terjadi aliran balik.
58
7.3. PEMBAHASAN
Salah satu faktor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi pemboran adalah penyemenan. Berhasil tidaknya suatu pemboran, diantaranya tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang sumur, melindungi casing dari dari masalah-masalah mekanis dan fluida formasi yang bersifat korosif, serta untuk memisahkan zona yang satu dengan zona yang lain dibelakang casing . Penyemenan conductor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya kontaminasi fluida pemboran dengan formasi. Penyemenan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan formasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lost circulation. circulation. Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya aliran antar formasi dan mencegah terjadinya korosi pada casing. Centralizer dan scratchers scratchers dipasang pada bagian luar casing untuk menengahkan casing (agar didapatkan cincin semen yang baik) dan membersihkan dinding lubang bor dari mud cake. cake. Perbedaan antara mac clatchie cementing head dengan plug container yaitu pada plug container bottom bottom dan top plug sudah terpasang sebelumnya sedangkan pada mac clatchie cementing head bottom plug dan dan top plug belum belum terpasang.
7.4. KESIMPULAN
1. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu:
Peralatan diatas permukaan
Peralatan dibawah permukaan
59
2. Peralatan penyemenan diatas permukaan meliputi :
Cementing unit Flow line Cementing head
3. Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :
Casing
Centralizer
Scratchers
Peralatan floating Peralatan floating
Shoe trach
Cementing plug
4. Penyemenan bertingkat dilakukan bila :
Sumur terlalu dalam
Formasi diatas dan dibawah zona yang disemen cukup kompak dan cukup jauh
Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat mengurangi biaya.
5. Menurut tujuannya penyemenan dapat dibagi :
Primary cementing
Secondary cementing
Squeeze cementing
Re-cementing
Plug back cementing
BAB VIII SISTEM PENUNJANG
8.1
TUJUAN
1.
Mengetahui peralatan-peralatan dalam system penunjang
2.
Mempelajari
dan
memahami
fungsi-fungsi
peralatan
pada
system
penunjang
8.2
DASAR TEORI
Fishing job adalah job adalah pekerjaan dalam teknik pemboran yang mana pekerjaan ini berhubungan dengan pengambilan kembali alat-alat / potongan-potongan alat ke permukaan. Alat yang jatuh harus secepatn ya diambil d iambil karena semakin s emakin lama semakin sulit diambil karena tertutup cutting atau mud cake dan lainnya. Kerugian dalam pekerjaan ini adalah rig timer-nya timer-nya semakin panjang dan ini tentunya akan menambah biaya pemboran. Kejadian ini tidak jarang terjadi pada operasi pemboran karenanya harus selalu hati-hati dan selalu mengontrol peralatan misalnya bit yang sudah tumpul harus segera diganti dan juga WOB yang tidak terlalu besar yang mengakibatkan drill string patah. patah. Apabila alat ini tidak dapat diambil maka harus diadakan pemboran side pemboran side tracking dan dan lubang tidak dapat diteruskan lagi.
8.2.1 PERALATAN PENUNJANG
Sistem peralatan penunjang lainnya yang penting adalah kunci-kunci, casing casing hanger , serta fishing serta fishing tools (alat-alat tools (alat-alat pemancing). 8.2.1.1 Kunci-Kunci
Peralatan-peralatan yang termasuk dalam kategori ini, antara lain adalah sebagai berikut : 1. Kunci Wilson ( Make Up and Break Out Tongs) 60
61
Digunakan pada waktu menyambung/melepas sambungan rangkaian pipa bor, digantung pada menara bor dan bekerja secara mekanis. 2. Power Tongs Fungsinya sama dengan kunci Wilson, Wilson, tetapi bekerja secara hidrolis atau elektris 3. Kunci-kunci dan Rantai 4. Tali Henep Merupakan
tali
yang
digunakan
untuk
memperkeras/melepas
sambungan rangkaian pipa bor. Tali henep ini dililitkan pada cathead . 8.2.1.2 C asing H anger nger
Bagian casing yang terletak pada ujung atas berfungsi untuk menggantungkan seluruh rangkaian casing yang berada dalam lubang bor, disamping itu juga berfungsi untuk fondasi dari BOP stack BOP stack . 8.2.1.3 F ishing To T ools A. Operasi Pemancingan
Operasi pemancingan adalah operasi untuk mengambil benda-benda yang tidak diinginkan dari lubang bor, termasuk potonga-potongan logam kecil, peralatan atau rangkaian bagian pipa bor. Ada tiga tipe utama operasi pemancingan, yaitu : 1. Mengambil kembali benda-benda kecil yang tidak dapat dibor dari dalam lubang bor. 2. Pengambilan bagian dari rangkaian pipa bor yang tertinggal di dalam lubang bor akibat twist off (patah (patah terpuntir). 3. "Membebaskan" ( freeing freeing ) rangkaian pipa bor yang yang lubang bor. B. Pemecahan Masalah Pemancingan
terjepit di dalam
62
Pemancingan dilakukan apabila ada sesuatu yang kurang benar, dan mengganggu kelangsungan operasi pemboran itu sendiri. Masalah-masalah tersebut dapat berupa adanya benda-benda kecil di dalam lubang bor, terjadinya twist off (patahnya pipa karena gaya pelintir atau putaran), ataupun pipe sticking (penjepitan pipa). 1. Benda-benda kecil di dalam lubang bor.
Untuk mengambil benda-benda kecil di dalam lubang bor ada bermacam-macam alat dimana setiap alat mempunyai fungsi yang berbeda-beda seperti :
Junk J unk B asket sket Junk Basket mempunyai jari-jari yang dapat ditekuk disekeliling " fish" fish" (ikan) jika ditekan.
B oot Junk J unk B asket sket Dipasang di atas bit (mata bor) dan pada waktu cairan pemboran mengaduk benda-benda, maka benda-benda tersebut akan mengendap di sekeliling boot yang berfungsi sebagai keranjang (basket (basket ). ).
Je J et-Pow -Powered red J unk R etr i ever Alat ini menggunakan sirkulasi lumpur untuk mengaduk benda benda kecil di dasar lubang luba ng bor, sehingga memungkinkan benda tersebut dapat diambil kembali.
F i shing Magnet Magnet Magnet dapat menarik benda-benda dari dasar lubang bor.
2. Twist-Off (patah (patah terpelintir)
Jika terjadi "twist "twist off ", ", pipa bagian diangkat dari dalam lubang bor. Kedalaman "twist "twist off " harus ditentukan dan bagian atas dari pipa yang tertinggal dibubut dengan alat khusus untuk menghilangkan bagian bagian yang runcing. Selanjutnya gunakan "Overshot " yang berfungsi untuk mencekam bagian luar pipa atau gunakan "Spear "Spear " yang berfungsi
63
untuk mencengkeram bagian dalam pipa, sehingga sisa patahan rangkaian pipa bor tersebut dapat diambil kembali. 3. Stuck Stuck Pip Pi pe (pipa terjepit)
Untuk membebaskan pipa dari masalah penjepitan dapat dilakukan cara-cara sebagai berikut :
Pemisahan
Untuk membebaskan pipa yang terjepit di dalam lubang bor sebagian rangkaian pipa bor dilepaskan. Hal ini dilakukan dengan jalan menurunkan suatu alat yang disebut " free point indicator " ke dalam rangkaian pipa bor untuk menentukan letak titik jepit. Kemudian turunkan alat yang lain disebut" string shot " yang berisi bahan peledak untuk "memundurkan"
rangkaian
pipa
bor.
Hal
ini
dilakukan
dengan
meletakkan "String "String shot " berlawanan dengan sambungan di atas, kemudian diledakkan. Pada waktu yang bersamaan diberikan daya putar pada rangkaian pipa bor. Hal ini akan menyebabkan pipa terlepas kemudian turun suatu alat yang disebut " jar " atau "buper "buper jar ", ", ke dalam lubang bor dan ulirkan pada "ikan", dalam usaha untuk membebaskan pipa.
Pencabutan
Dalam hal jepitan pipa yang disebabkan oleh urugan atau potongan potongan, hydraulic jars jars dapat digunakan untuk mencetak "reamer "reamer " untuk memperbesar lubang bor. Jika penyebabnya adalah karena menumpuknya kerak (mud (mud cake) cake) pada dinding atau longsornya dinding lubang bor, maka digunakan suatu alat khusus yang disebut "washover "washover pipe". pipe". Alat tersebut terdiri dari rotary shoe yang shoe yang dapat membuka kembali lubang bor, mencekam pipa yang terjepit dan menariknya dalam lubang bor.
64
8.2.2 PENGGOLONGAN FI SHING TO TOO OLS
Secara umum fishing tools tools yang digunakan dalam operasi pemboran dapat digolongkan sebagai berikut : a. Alat pancing dari luar ( exter ter nal catch)
Salah satu alat pancing yang termasuk external catch adalah overshot , yaitu suatu alat berbentuk mangkok yang menerkam alat yang jatuh, suatu slip bagian dalamnnya akan memegang bagian luar fish luar fish.. Clearence antara Clearence antara lubang dan fish dan fish ini ini harus cukup besar untuk memungkinkan alat ini untuk masuk. b. Alat pancing dari dalam ( i nter nter nal catch catch)
Alat pancing yang termasuk jenis pancing dari dalam (internal (internal catch) catch) adalah tappered taps, taps, dan spears dan spears..
T apper appered ed taps merupakan salah satu fishing tool tertua, alat ini mempunyai ulir di bagian luar dan diturunkan serta diputar agar bertemu dengan ulir di dalam fish dalam fish sampai sampai mendapat pegangan yang kuat.
Spe Spear s adalah suatu alat berbentuk mangkok yang menerkam alat yang
jatuh. Alat ini masuk ke dalam fish fish dan menggigit bagian dalam fish dengan slip yang mengembang, ia dapat dilepaskan kembali dengan memutar. Spears Spears digunakan jika clearance clearance lubang dengan fish fish kurang besar, bedanya dengan tappered teps teps ialah alat ini dapat melepaskan kembali "ikannya" bila tidak berhasi ditarik. c. Alat pemukul/penggerak
Yang termasuk alat pemukul / penggerak adalah adalah jar dan bumper sub. sub. Jar adalah suatu alat yang memberikan pukulan untuk membantu melepaskan fish fish yang melekat pada ujung lubang, pengunannya dikombinasikan dengan overshot dan spears dan spears..
65
d. Alat-alat keselamatan rangkaian
Peralatan yang termasuk dalam kategori Alat-alat keselamatan rangkaian, antara lain adalah safety adalah safety joint . Alat ini diturunkan di atas fishing atas fishing tools dan tools dan untuk menjaganya apabila fishing apabila fishing tools tersebut tools tersebut juga macet maka ia ditarik dengan melepaskan safety melepaskan safety joint . e. Alat pancing benda-benda kecil
Alat pemancingan yang digunakan untuk memancing benda-benda kecil antara lain adalah junk adalah junk basket , yaitu suatu alat yang berbentuk seperti core barrel , dengan menekankan alat tersebut ke fish ke fish dan dan mengalihkan fish mengalihkan fish naik. f. Alat untuk meratakan obyek
Yang termasuk jenis ini antara lain adalah milling tool dan scrapper. dan scrapper. g. Alat pelengkap pancingan yang lain
Washove Washoverr P i pe adalah suatu pipa yang diameter dalamnya cukup besar untuk menutup menggigit fishnya, fishnya, digunakan untuk diputar di luar fish-nya fish-nya agar fish fish terlepas dari dinding sumur untuk membersihkan luar pipa fish pipa fish..
memotong fish dari I nsid nsi de da dan Outside O utside C utte utter merupakan alat untuk memotong fish dalam atau dari luarnya, digunakan untuk drill string yang mau diangkat sebagian karena terlalu panjang. Biasanya sebelum digunakan washover pipe pipe untuk membersihkan bagian luarnya. Selain pisau pemotong juga digunakan bahan kimia untuk memotong tersebut.
Over Over shot shot Gui G uid de
8.3. PEMBAHASAN
Dalam suatu operasi pemboran juga terdapat peralatan penunjang lain yang tidak kalah pentingnya. Alat - alat tersebut antara lain yaitu berbagai macam kunci Wilson, Wilson, Power tongs. tongs. Kunci – kunci rantai dan tali henep, henep, dan
66
juga casing hanger yang berfungsi menggantungkan seluruh rangkaian casing yang berada pada lubang bor, dsampng itu juga berfungsi untuk fondasi dari BOP stack . Selain itu dalam operasi pemboran juga terdapat operasi pemancingan untuk mengambil benda – benda – benda/ benda/ alat – alat – alat alat pemboran yang terjatuh ke dalam sumur. Untuk mengambil benda – benda – benda benda tersebut. Ada bermacam – macam macam alat alat – – alat alat tersebut
digunakan sesuai dengan jenis atau penggolongan dalam
memecahkan masalah pemancingan adalah: 1. Benda -benda kecil di dalam lubang bor 2. Twist-off (patah (patah terpelintir) 3. Stuck pipa pipa (pipa terjepit) Secara umum fishng tool yang digunakan dalam operasi pemboran dapat digolongkan sebagai berikut : a. Alat pancing dari luar (external (external catch) catch) b. Alat pancing dari dalam (internal (internal catch) catch) c. Alat pemukul penggerak – penggerak – gerak gerak d. Alat rangkaan keselamatan e. Alat pemancing benda – benda – benda benda kecil f. Alat untuk meratakan ikan g. Alat pelengkap pancingan yang lain
8 .4. KESIMPULAN
1. Sistem peralatan penunjang lainnya yang penting dalam operasi pemboran adalah
Kunci-kunci
Casing hanger
Fishing tools (alat-alat tools (alat-alat pancing) Laboratorium pemboran
67
Sistem listrik
Sistem penyediaan air
Organisasi pemboran
Gudang alat-alat pemboran
Alat-alat keselamatan kerja
2. Ada 3 tipe utama operasi pemancingan, yaitu : - Mengambil kembali benda-benda kecil yang tidak dapat dibor dari dalam lubang bor. - Pengambilan bagian dari rangkaian pipa bor yang tertinggal didalam lubang bor akibat “twist “twist off ” (patah terpelintir). - Membebaskan ( freeing freeing ) rangkaian pipa bor yang terjepit didalam lubang bor. 3. Macam-macam kunci-kunci :
Kunci wilson Power tongs
Kunci-kunci rantai
Tali henep. henep.
BAB IX SISTEM PERALATAN PEMBORAN LEPAS PANTAI
9.1. TUJUAN
1.
Untuk mengetahuni dan mempelajari berbagai peralatan dan produksi pada sistem peralatan pemboran lepas pantai.
2.
Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan produk si pada system peralatan pemboran lepas pantai.
9.2. DASAR TEORI
Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari da ri sistem peralatan pemboran darat, maka metode operasi opera si lepas pantai membutuhkan teknologi yang baru dan d an biaya operasi yang mahal, m ahal, karena kondisi lingkungan laut berbeda dengan kondisi lingkungan darat. Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah strutur anjungan ( platform) platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran dan produksi. Berbagai macam anjunga n telah dibuat, seperti anjungan permanen ( fixed fixed ) yang terdiri diatas kaki-kaki beton bertulang. Jenis ini umumnya digunakan pada laut dangkal dan pada lapangan pengembangan sehingga dapat sekaligus menjadi anjungan pemboran dan produksi. Berbagai hambatan alam yang harus diatasi bagi pengoperasian unit lepas pantai. Hambatan tersebut antara lain: angin, ombak, arus dan badai. Khusus untuk unit terapung yang amat peka terhadap pengaruh kondisi laut, maka menciptakan peralatan khusus, yaitu peralatan peredam gerak oscilasi vertikal akibat ombak dan peralatan pengendalian posisi pada unit terapung. Untuk pengendalian posisi pada unit terapung dikenal dengan mooring system system dan sistem pengendalian posisi dinamik . Sedangkan untuk mengatasi gerak vertikal keatas dan kebawah umumnya digunakan Drill String Compensator (DSC).
68
69
Operasi pemboran lepas pantai dimulai dari pengembangan teknologi pemboran darat dengan menggunakan menggun akan casing conductor yang yang ditanam atau dibor dan disemen, kemudian meningkat dengan digunakan mud-line suspention system, system, dan terus meningkat dengan menggunakan riser system. system. Penggunaan BOP konventional terus dimodifikasi agar mampu beroperasi di bawah air. Kondisi lingkungan laut berpengaruh terhadap pemilihan jenis platform jenis platform..
9.2.1 PERALATAN PEMBORAN LEPAS PANTAI 9.2.1.1 Anjungan
Jenis platform platform secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu Fixed yaitu Fixed platform dan platform dan Mobile Mobile platform. platform. 9.2.1.1.1 Fixed Platform
Fixed platform merupakan "daratan" buatan. Rig berada di platform platform sampai operasi pemboran selesai. Semua keperluan peralatan dan material berada di platform di platform.. Fixed platform platform banyak digunakan untuk operasi pemboran pada laut dangkal, misalnya laut Utara Jawa. Tetapi sekarang telah dikembangkan untuk laut dalam, misalnya di North di North Sea. Sea. 9.2.1.2.2 Mobile Platform
yaitu Bottom Supporting Platform Mobile platform dibagi platform dibagi lagi yaitu Bottom dan Floating dan Floating Platform. Platform. 1.
B otto ottom m Suppor upporte ted d Plat Platfform Jenis-jenis
anjungan
pemboran
lepas
pantai
yang
termasuk dalam kategori Bottom Supported Platform Platform antara lain adalah Drilling Barge, Barge, Sub-mersible Platform, Platform, dan Jack Up Platform. Platform.
Dr illing illing Barge
70
Drilling barge barge dioperasikan untuk pemboran di daerah rawa atau laut yang sangat dangkal. Barge ini duduk di dasar rawa atau laut, stabil tidak terpengaruh oleh cuaca dan pasang surut.
Subm Submer sible sible Submersible Submersible
sebenarnya
floating
platform. platform.
dioperasikan
pada
dangkal,
submarsible submarsible
laut
Bila ini
didudukkan pada dasar laut dan berfungsi sebagai drilling barge. barge.
J ack-Up Jack-up Jack-up berbentuk semacam barge, barge, berukuran besar dan tidak punya propeler sendiri sehingga untuk menuju ke lokasi harus ditarik dengan kapal tunda. Jack-up tunda. Jack-up dilengkapi dilengkapi dengan kaki-kaki yang terdiri dari tiga, empat, lima kaki atau lebih. Pada posisi pemboran, kapal diangkat berdiri di atas kaki, cukup tinggi di atas air serta diatas jangkauan ombak. Kedalaman laut sesuai dengan panjang kaki jadi terbatas pemakaiannya. Jack-up Jack-up stabil, tidak terpengaruh oleh cuaca, arus dan ombak. Semua peralatan berada di atas kapal. Pada pemboran pengembangan, biasanya sebelum pemboran dimulai terlebih dahulu dipasang jacket , kemudian dipasang conductor dan ditumbuk. Pada pemboran
eksplorasi
biasanya
digunakan
mudline
suspension, suspension, dan dari mud line suspension casing disambut ke atas sampai platform sampai platform..
71
2.
F loa loati ng Platform Platform Jenis-jenis
anjungan
pemboran
lepas
pantai
yang
termasuk dalam kategori Floating Platform Platform antara lain adalah Semi-submersible Platform, Platform, dan Drill dan Drill Ship.
Sem Semisubm isubmersib rsi ble Semisubmasible Semisubmasible berbentuk semacam kapal dan pada umumnya tidak mempunyai propeler sendiri sehingga untuk menuju lokasi harus ditarik dengan kapal tunda. Karena sifatnya mengapung, sehingga dapat dipengaruhi arus, ombak dan pasang surut. Untuk mengatasi masalah tersebut harus dijangkar. Sistem penjangkaran ada dua macam, yaitu :
Conventional Mooring System Dinamic Positioning
Untuk penyelesaian sumur dapat dilakukan :
Dengan Christmastree pada Christmastree pada Platform Platform
Dengan Christmastree Dengan Christmastree di dasar laut.
D ri ll shi shi p Drill ship merupakan bentuk kapal sepenuhnya dan dilengkapi dengan propeler sendiri. Karena sifatnya mengapung sehingga sangat dipengaruhi oleh arus, ombak dan pasang surut. Untuk mengatasi pengaruh tersebut harus dijangkar seperti submarsible. BOP dipasang di dasar laut dan untuk penyelesaian sumur dapat dilakukan : a)
Christmastree di Christmastree di dasar laut
b)
Christmastree pada Christmastree pada platform platform
72
9.2.1.2. Peralatan-Peralatan Khusus
Peralatan-peralatan
khusus
yang
ada
pada
platform platform
bisa
dikelompokkan menjadi dua, yaitu : 1.
Peralatan khusus pada bottom supported platform
2.
Mudline suspension system
Peralatan khusus pada Floating pada Floating Rig
Subsea BOP stack
Control system dan accumulator
Riser system Well Head Motion Compensator
9.2.1.2.1 Sub-Se Sub-Sea a B OP Sta Stack
Biasanya dipakai dengan jumlah yang lebih banyak dari pada di darat, dengan maksud untuk safety serta safety serta tidak memerlukan penggantian ram ram pada saat menurunkan casing . Ukuran serta pressure rating dan perlu diperhitungkan kedalaman laut. BOP lebih banyak berarti, lebih banyak pressure drop drop pada flowline flowline dan hal lain perlu diperhitungkan pada
proses well control . Untuk menghindari pressure drop drop pada
flowline flowline biasanya cairan untuk pengopeasian BOP tidak kembali ke tangki, tetapi langsung dibuang ke laut. Susunan kill dan dan choke manifold yang panjang serta laut yang dalam berpengaruh pada operasi dan prosedur well control. 9.2.1.2.2 C ontr ontr ol Syste S ystem m dan Accum Accumulat ulator
BOP dan semua kerangan dibuka dan ditutup secara hidrolis dan harus dapat bekerja dalam waktu singkat. Ada dua cara pengopeasian BOP, ialah secara hidrolis dan electric hydraulic system. system. 9.2.1.2.3. R i ser ser S yste ystem
73
Riser system system ini meliputi riser pipe, ball joint, slip joint, kill choke manifold dan dan hydraulic connector. 1. Riser Pipe. Digunakan untuk mengalirkan fluida lumpur ke permukaan didalam proses pemboran, serta memudahkan dalam memasukkan peralatan pemboran seperti pahat, kedalaman lubang bor. 2. Slip pipe. Terdiri dari Sli p J oi nt . Dipasang dibagian teratas dari riser pipe. inner barrel , dimana diatasnya sering dipasang Deverter dan digantung pada kapal dengan bantuan riser tensider . 3. Ball Joint. Dipasang di bawah riser di atas BOP Stack . Berfungsi untuk menghilangkan stress pada pipa riser. Ball joint kedua juga sering dipasang di bawah slip bawah slip joint . 4. H ydr ydr aulic uli c Co C onnect nnector or . Berfungsi untuk menghubungkan casing head dan well head dengan BOP Stack dengan riser system. system. Hydraulic connector dioperasikan dioperasikan dari permukaan secara hidrolis. 9.2.1.2.4. Well He H ead
Sebagai pengganti well head dipakai serangkaian casing head untuk masing-masing casing . Masing-masing casing head mempunyai " HUG" HUG" yaitu tempat untuk memasang hydraulic connector dan mempunyai ulir kiri untuk menyambungkan dengan running tool pada waktu menurunkan casing dan dan juga untuk penemenan. 9.2.1.2.5. Moti Moti on Comp Compensa nsator
Kapal bergerak vertikal vertikal secara terus menerus, karena karena
ombak
maupun pasang surut. Pada bagian bawah atau pahat, gerakan ini harus dinetralisir agar beban pada pahat konstan. Untuk maksud tersebut maka dipakai motion compensator . Jadi travelling block dengan dengan seluruh beban tetap tinggal di tempat. Meskipun kapal bergerak naik turun. Ada tiga jenis compensator : : 1. Bumper Sub.
74
2.
Crown Block Compensator.
3.
Travelling Block Compensator.
9.3. PEMBAHASAN
Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari sistem peralatan pemboran di darat, maka metode operasi lepas pantai membutuhkan teknologi dan biaya operasi yang lebih besar daripada operasi di darat. Kondisi lingkungan laut sama sekali berbeda dengan kondisi lingkungan darat, d arat, sehingga semakin berat be rat pula kondisi lingkungan laut tersebut untuk melaksanakan operasi pemboran lepas pantai. Perkembangan teknologi eksplorasi dan aktifitas bawah tanah, termasuk 2/3 bagian dari dunia ini yang terletak di dasar laut juga dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan akan minyak yang meningkat selama ini. Oleh karena itu, perkembangan teknologi tekn ologi lepas pantai dari tahun ke tahun semakin berkembang berke mbang serta bertambah. Berbagai hambatan alam harus diatasi bagi pengoperasian unit lepas pantai. Hambatan tersebut antara lain : angin, ombak, arus, badai, serta cuaca yang sering berubah-ubah. Khusus untuk terapung yang amat peka terhadap kondisi laut, maka diciptakan dua peralatan peredam gerak isolasi dan pengendalian posisi relatif terhadap lubang bor. Peralatan mutlak keberadaannya dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah struktur anjungan ( platform) platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran. Dan ini pun juga terus dikembangkan sesuai dengan kondisi lingkungan pemboran. Syarat dari peralatan platform platform dalam operasi pemboran lepas pantai : a. Stabil dan tetap. b. Dapat dipindah-pindahkan. c. Ekonomis baik dalam biaya operasi maupun logistik. d. Efektif dan tepat sasaran.
75
Selain itu perancanaan kegiatan, peralatan khusus yang digunakan, jumlah pekerja, akomodasi dan faktor safety safety cukup diperlukan mengingat lingkungan lepas pantai termasuk lingkungan yang berbahaya. Ada beberapa pertimbangan yang penting dalam konstruksi dari peralatan yang akan dipergunakan. Platform dipergunakan. Platform yang dipakai harus stabil, mobil, ekonomis dan berguna. Jenis platform Jenis platform secara secara umum dapat dibagi menjadi : 1. Fixed Platform
Gravity Platform
Guyed Wire Platform
Tension Leg Platform
2. Mobile Platform a. Bottom Supported Platform
Drilling barge Submersible Jack-up
b. Floating b. Floating Platform
Semi submersible Drill ship
9.4. KESIMPULAN
1. Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari sistem peralatan pemboran di darat. 2. Peralatan yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah struktur anjungan ( platform) platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran.
76
3. Beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan Platform pemilihan Platform adalah adalah : a. Cuaca b. Lingkungan laut c. Kondisi bawah/dasar laut 4. Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah platform sebuah platform sebagai sebagai tempat meletakkan peralatan pemboran. 5. Jenis platform Jenis platform yang yang digunakan, dikelompokkan menjadi dua, yaitu : a. Fixed Platform b. Mobile Platform
BAB X PEMBAHASAN UMUM Yang terpenting pada sistem tenaga adalah masalah pendistribusian tenaga sebab rig tidak berfungsi dengan baik bila distribusi tenaga yang diperoleh tidak mencukupi. Sebagian besar tenaga yang dihasilkan mesin didistribusikan untuk drawwork , rotary table, table, dan mud pumps. pumps. Disamping itu juga diperlukan untuk penerangan, instrumen rig, engine fans, air conditioner , dan tenaga transmisi. Tenaga transmisi oleh suatu mesin atau lebih harus diteruskan ke komponenkomponen utama rig , yaitu sistem pengangkatan, sistem pemutar, dan sistem sirkulasi. Sistem angkat adalah satu diantara komponen-komponen utama dari rig . Tugasnya yang utama adalah membantu sistem alat-alat pemutar di dalam mengebor sumur dengan menyediakan alat-alat yang sesuai dengan ruang kerja yang dibutuhkan untuk mengangkat dan menurunkan, juga menggantung beban yang berat dari sistem alat-alat pemutar. Pada sistem angkat yang merupakan sentral atau pusat pengendali seluruh operasi pemboran ada pada drawworks. drawworks. Pada drawworks terdapat drawworks terdapat instrumentinstrument untuk untuk mengatur segala kegiatan pemboran yang dilaksanakan oleh seorang driller. Sistem pengangkatan terdiri dari dua sub bagian utama, yaitu : o
Rangka penunjang ( Rig Rig )
o
Sistem pengangkat Kedalaman sumur minyak sangat mempengaruhi jernis-jenis menara yang akan digunakan. Pemilihan harus disesuaikan dengan kedalaman suatu sumur. Sistem
pemutar
termasuk
semua
peralatan
yang
digunakan
untuk
mentransmisikan putaran meja putar ke bit. Fungsi bit. Fungsi utamanya adalah untuk memutar batang bor dan d an untuk un tuk memberikan me mberikan beban beb an pada pad a mata ma ta bor bo r dan untuk mengebor lubang sumur. 77
78
Sistem berputar terdiri dari tiga sub bagian utama, yaitu : 1. Peralatan Putar (rotary (rotary assembly) assembly) adalah pemasangan berputar yang kuat, yang :
Memutar batang bor selama operasi-operasi pemboran dan
Menggantungkan batang bor di dalam lubang sumur bor, dari rotary table dan menambah dan mengurangi bagian-bagian pipa bor.
2. Rangkaian pipa bor / batang bor Adalah rantai penghubung dari swivel dari swivel ke mata bor Fungsinya :
Menurunkan dan menaikkan mata bor
Meletakkan beban pada mata bor untuk penembusan
Meneruskan gaya putar ke mata bor
Menyalurkan cairan pemboran bertekanan ke mata bor
3. Mata bor ( Bit Bit ) Alat yang sebenarnya memotong (membor) lubang pada operasi pengeboran putar. Dipasang didasar batang bor dan membuat lubang. Apabila kita berbicara mengenai sistem sirkulasi, maka kita tidak dapat terlepas dengan fluida pengeboran sehingga tujuan dari adanya sistem sirkulasi adalah membantu mensirkulasikan fluida pengeboran. Fungsi utama dari sistem sirkulasi adalah untuk mengangkat serpihan cutting dari dasar lubang sumur ke permukaan. Fluida pemboran umumnya berupa suspensi dari clay clay dan material lainnya dalam air yang sering disebut dengan fluida pengeboran. Fungsi utama dari blow out prevention system adalah system adalah untuk menutup lubang bor ketika terjadi “kick “kick ”. ”. Blowout merupakan suatu aliran fluida formasi yang tak terkendali sehingga sampai kepermukaan. Blowout biasanya biasanya diawali dengan adanya kick yang yang merupakan suatu instrusi fluida bertekanan tinggi kedalam lubang bor. Instrusi ini dapat berkembang menjadi
79
blowout bila tidak segera diatasi. Pada waktu kick terjadi, blowout prevention system akan segera menutup katubnya secara otomatis dengan bantuan accumulator , sehingga akan terhindar dari blowout. Hal ini mengakibatkan blowout prevention system menjadi sangat penting. BOP terdiri dari dua sub komponen utama, yaitu : BOP stack & accumulator dan supporting system yang terdiri dari choke manifold dan kill line. Peralatan BOP diletakkan tepat diatas permukaan sumur untuk menyediakan tenaga untuk menutup sumur bila terjadi kenaikan tekanan dasar sumur yang tiba-tiba dan berbahaya selama atau sedang dalam operasi pemboran. Jumlah, ukuran, dan kekuatan BOP yang digunakan tergantung dari kedalaman sumur yang akan dibor serta antisipasi maksimum terhadap tekanan reservoir yang akan dijumpai. Operasi penyemenen dilakukan dengan tujuan agar casing dapat dapat melekat pada dinding lubang sumur, menghindari casing dari masalah-masalah mekanis pada waktu berlangsungnya operasi pemboran (getaran) dan melindungi casing dari dari fluida formasi yang bersifat korosif serta memisahkan zona yang satu dengan zona yang lain dibelakang casing dibelakang casing . Ada dua jenis tipe penyemenan, yaitu primary cementing dan secondary cementing . Primary cementing merupakan penyemenan ulang dengan tujuan untuk menyempurnakan primary menyempurnakan primary cementing atau atau memperbiki penyemenan yang rusak. Peralatan yang digunakan dalam proses sementasi pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian :
Peralatan di atas permukaan ( surface surface equipment )
Peralatan di bawah permukaan ( subsurface subsurface equipment ) Penyemenan dilakukan dengan cara memompakan bubur semen ke dalam lubang bor melalui cementing head . Sebelumnya semen kering diolah menjadi bubur semen ditempat pengolahan yaitu cementing unit . Pada setiap kegiatan operasi pemboran, sangat diperlukan adanya sistem
Peralatan penunjang yang lain. Sistem ini berfungsi untuk menunjang / membantu
80
kegiatan operasi pemboran sehingga kegiatan ini dapat berjalan seperti yang diharapkan. Adapun yang termasuk kedalam sistem peralatan penunjang yang lain antara lain adalah sebagi berikut : a. Kunci-kunci, alat-alat ini digunakan untuk menyambung atau melepas sambungan rangkaian pipa bor. b. Casing hanger , alat ini berfungsi untuk menggantungkan seluruh rangkaian casing yang berada pada lubang bor, disamping itu juga berfungsi fondasi dari BOP stack. c. Fishing tools, tools, alat ini digunakan pada saat operasi pemancingan. Opeasi pemancingan adalah operasi untuk mengambil benda-benda yang tidak diinginkan yang terjatuh kedalam lubang sumur bor. d. Laboratorium pemboran e. Sistem listrik f. Sistem penyediaan air g. Organisasi pemboran h. Gudang alat-alat pemboran i.
Alat-alat keselamatan kerja Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan
perkembangan dari sistem peralatan pemboran di darat, maka metoda operasi lepas pantai membutuhkan teknologi yang baru dan biaya operasi yang mahal, karena kondisi lingkungan darat, dimana mungkin dalam air laut, semakin berat juga kondisi lingkungan laut tersebut untuk melaksanakan operasi pemboran lepas pantai. Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah anjungan ( platform) platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran. Platform dibagi menjadi dua, yaitu :
Fixed Platform
81
Mobile Platform Sebagai dasar seluruh peralatan pemboran lepas pantai digunakan platform, platform,
yang dipilih menurut kebutuhan dan kondisi dari lokasi - lokasi pemboran, seperti kedalaman, dan besar angin serta gelombang laut.
BAB XI KESIMPULAN UMUM
1. Sistem tenaga merupakan faktor pendukung utama dalam penyediaan tenaga untuk seluruh kegiatan operasi pemboran. 2. Jumlah prime mover tergantung dari beban yang dihadapi dalam suatu operasi pemboran, misalnya kedalaman sumur yang diperlukan. Untuk pemboran yang lebih dalam diperlukan tenaga mesin yang lebih besar, dengan kata lain jumlah prime mover diperbanyak. diperbanyak. 3. Tenaga yang dihasilkan mesin sebagian besar didistrubusikan untuk drawwork, rotary table dan table dan mud pumps. pumps. 4. Tenaga untuk fungsi angkat dari motor, melalui : transmisi ke drawwork, drilling cable, cable, dan sistem tekel yang terdiri dari crown block dan travelling block, diteruskan ke rangkaian pipa bor. 5. Tenaga untuk fungsi angkat harus mampu melayani pemboran sampai kedalaman limit pada kondisi ekonomis, yaitu kondisi yang memungkinkan pekerjaan round trip dengan trip dengan kecepatan 1000 m/jam yang terdiri dari waktu aktif pengangkatan dan waktu mati dari pekerjaan oleh manusia misalnya buka / pasang sambungan dan lain-lain. 6. Fungsi utama dari sistem putar adalah untuk memutar rangkaian pipa bor dan memberikan beratan diatas pahat pada saat membor lubang. 7. Sistem putar terdiri dari tiga sub komponen, yaitu :
Peralatan putar
Rangkaian pipa bor
Mata bor
8. Bit dipasang pada ujung bawah batang bor dan berfungsi untuk membuat lubang. Pemakaian bit harus harus disesuaikan dengan formasi yang akan ditembus.
82
83
Fluida pemboran (drilling (drilling fluid )
Tempat persiapan ( preparation preparation area) area)
Peralatan sirkulasi (circulation (circulation equipment )
Conditioning area
9. Ada tiga jenis fluida pemboran, yaitu :
Water-based mud
Oil-based mud
Air or gas-based mud
10. Fluida pemboran yang dipakai dalam operasi pemboran tergantung dari jenis formasi yang akan ditembus dan juga kondisi lubang bor, maka dari itu dari sini kita dapat menentukan komposisi lumpur yang akan digunakan. 11. Fungsi utama dari blow out prevention system adalah untuk menutup lubang bor ketika terjadi kick . 12. Kick 12. Kick merupakan merupakan intrusi fluida formasi bertekanan tinggi masuk ke lubang bor dan akan berkembang menjadi blowout jika blowout jika tidak segera diatasi. 13. BOP 13. BOP stack terdiri dari sejumlah valve yang dapat menutup lubang bor bila terjadi kick . Mekanisme BOP bekerja secara langsung dari alat pengontrol manual maupun otomatis. 14. Supporting system meliputi choke manifold untuk memindahkan aliran lumpur bor pada saat terjadi kick dan dan kill line memungkinkan untuk pemompaan lumpur berat kedalam lubang bor. 15. Peralatan BOP dikatakan penting mengingat safety dan besarnya biaya jika pemboran yang dilakukan sia-sia. 16. Berhasil
tidaknya
proses
penyemenan
mempengaruhi
kelanjutan
operasi
pemboran. 17. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
Peralatan diatas permukaan
Peralatan dibawah permukaan
84
18. Peralatan penyemenan diatas permukaan meliputi :
Cementing unit Flow line Cementing head
19. Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :
Casing
Centralizer
Scratchers
Peralatan floating Peralatan floating
Shoe trach
Cementing plug
20. Jenis proses sementasi yang dilakukan harus disesuaikan dengan kondisi dan kebutuhan. 21. Sistem utama dan sistem penunjang merupakan dua sistem yang tidak dapat dipisahkan, karena kedua sistem tersebut saling berhubungan, apabila kedua sistem baik maka hasil yang diharapkan akan tercapai. 22. Sistem peralatan penunjang lainnya yang penting dalam operasi pemboran adalah
Kunci-kunci
Casing hanger
Fishing tools (alat-alat tools (alat-alat pancing)
Laboratorium pemboran
Sistem listrik
Sistem penyediaan air
Organisasi pemboran
Gudang alat-alat pemboran
Alat-alat keselamatan kerja
23. Selain itu dalam operasi pemboran juga terdapat operasi pemancingan, yaitu operasi untuk mengambil benda-benda yang tidak diinginkan dari dalam sumur,
85
termasuk potongan-potongan logam kecil, peralatan atau bagian rangkaian pipa bor. 24. Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari sistem peralatan pemboran di darat. 25. Peralatan yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah struktur anjungan ( platform) platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran. 26. Beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan Platform pemilihan Platform adalah adalah : a. Cuaca b. Lingkungan laut c. Kondisi bawah/dasar laut 28. Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah platform sebuah platform sebagai sebagai tempat meletakkan peralatan pemboran. 29. Jenis platform Jenis platform yang yang digunakan, dikelompokkan menjadi dua, yaitu : c. Fixed Platform d. Mobile Platform
PERALATAN PRODUKSI
BAB I PENDAHULUAN
Tahap operasi produksi dimulai apabila sumur telah selesai dikomplesi (Well Completion), Completion), dimana tipe komplesi yang digunakan terutama tergantung pada karakteristik dan konfigurasi antar formasi produktif dengan formasi diatas dan dibawahnya, tekanan formasi, jenis fluida dan metoda produksi. Metoda produksi yang selama ini dikenal, meliputi metoda sembur alam ( Flowing Flowing Well ) dan metoda pengangkatan buatan ( Artificial Artificial Lift ). ). Metoda sembur alam diterapkan apabila tenaga alami reservoir masih mampu mendorong fluida ke permukaan, sedangkan metoda pengangkatan diterapkan apabila tenaga alami reservoir sudah sudah tidak mampu mendorong fluida ke permukaan. Setelah fluida sumur sampai ke permukaan, fluida dialirkan ke block station (BS) melalui pipa-pipa alir untuk dilakukan pemisahan air, minyak, dan gas bumi. Gas hasil pemisahan, selain dapat langsung dimanfaatkan untuk industri dapat pula digunakan injeksi gas lift atau pressure maintenance, maintenance, sedangkan minyak bumi (crude oil ) umumnya ditampung terlebih dahulu di pusat pengumpulan minyak (PPM) sebelum dikirim ke pengilangan atau terminal untuk dikapalkan. Untuk operasi produksi lepas pantai, diperlukan fasilitas produksi lepas pantai berupa anjungan produksi platform) (platform) untuk menempatkan peralatan produksi wellhead X-mastree sampai fasilitas pemisahan (satelit) : floating tanker untuk menampung crude oil serta mooring untuk untuk pengapalan. Di beberapa tempat dijumpai pula bahwa X-mastree manifold dan tangki pengumpul tidak ditempatkan di anjungan tetapi di tempatkan di dasar laut. Untuk operasi lapangan panas bumi ( geothermal geothermal ) secara prinsip tidak jauh beda dengan operasi lapangan migas. Akan dijumpai perbedaan khususnya pada pengendalian uap akibat tekanan yang cukup tinggi dan adanya amplitudo yang
87
88
cukup besar antara suhu uap dan suhu permukaan bumi, sistem pemisahan dan pemanfaatan energi. Susunan acara praktikum Peragaan Perlatan Produksi, meliputi : 1. Pendahuluan dan Komplesi Sumur (Well (Well Completion). Completion). 2. Metoda sembur Alam ( Natural Natural Flow or Flowing Well ). ). 3. Metoda Artificial Metoda Artificial Lift . 4. Sisitem Gathering dan Block Station. Station. 5. Fasilitas produksi lepas pantai dan peralatan khusus untuk produksi geothermal .
BAB II KOMPLESI SUMUR (WELL COMPLETION)
2.1. TUJUAN
1. Untuk mengetahui dan mempelajari berbagai peralatan pada kompleksi sumur. 2. Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan komplesi komp lesi sumur.
2.2. DASAR TEORI
Setelah pemboran mencapai target pemboran (formasi produktif), maka sumur perlu dipersiapkan untuk dikomplesi. Persiapan sumur untuk dikomplesi bertujuan untuk memproduksikan fluida hidrokarbon ke permukaan. Komplesi sumur demikian dikenal dengan istilah Well Completion. Completion. Komplesi sumur meliputi bagian tahapan operasi produksi, yaitu : 1. Tahap pemasangan dan penyemenan pipa selubung produksi production (production casing). 2. Tahap perforasi dan atau pemasangan pipa liner . 3. Tahap penimbaan ( swabbing swabbing ) sumur. 2.1.1. Metoda Well Com C omple pletition on
Kriteria umum untuk klarifikasi metoda well completion didasarkan completion didasarkan pada beberapa faktor, yaitu :
Down-hole completion completion atau formation completion, completion, yaitu membuat hubungan antar formasi produktif dengan tiga metoda, yaitu : 1. Open-hole completion completion (komplesi sumur dengan formasi produktif terbuka). 2. Cased-hole completion completion atau perforated completion completion (komplesi sumur dengan formasi produktif dipasang casing dan dan diperforasi). 3. Sand exclusion completion (problem completion (problem kepasiran). 89
90
Tubing completion completion (komplesi pipa produksi) yaitu merencanakan pemasangan atau pemilihan pipa produksi (tubing (tubing ), ), yaitu meliputi metoda natural flow dan flow dan artificial lift .
Well-head completion completion yaitu meliputi komplesi X-mastree, X-mastree, casing head , dan tubing head .
2.1.1.1.Ope .O penn-hole hole Com Comp pleti leti on
Pada metoda ini, pipa selubung produksi hanya dipasang hingga di atas zona produktif
(zona produktif terbuka). Metoda komplesi komplesi ini
diterapkan jika formasi produktif kompak, dan keuntungannya adalah didapatkan lubang sumur secara maksimum, kerusakan/ skin skin akibat perforasi dapat dieliminir dieliminir , mudah dipasang screen, dipasang screen, liner, gravel packing dan mudah diperdalam apabila diperlukan. Kerugian metoda ini adalah sulit menempatkan casing produksi pada horison horison yang tepat diatas zona produktif, sukarnya pengontrolan bila produksi air atau gas berlebihan dan sukarnya menentukan zona stimulasi. 2.1.1.2.Conventional Perforated Completion
Pada tipe komplesi ini, casing produksi disemen hingga zona produktif, kemudian dilakukan perforasi. Komplesi ini sangat umum dipakai, terutama apabila formasi perlu penahan atau pada formasi yang kurang kompak. Keuntungan metoda ini, produksi air atau gas yang berlebihan
mudah
dikontrol,
stimulasi
mudah
dilakukan,
mudah
dilakukan penyesuaian untuk konfigurasi multiple completion completion jika diperlukan. Kerugian metoda ini, diperlukan biaya untuk perforasi dan kerusakan (damage (damage)) akibat perforasi. 2.1.1.3. Sand Sand E xclus xclusion ion Type Types
Akibat telepasnya pasir dari formasi dan terproduksi bersama fluida, dapat menyebabkan abrasi pada alat-alat produksi dan kerugian
91
lain, maka untuk mengatasi adanya kepasiran diperlukan cara pencegahan pada sistem komplesinya, yaitu dengan menggunakan : 1. Slotted atau screen liner . 2. Menutup permukaan formasi dengan gravel dengan gravel dan dan ditahan dengan screen dengan screen (gravel) packing system. system. 2.1.1.3.1. Slot Slotted atau Scree Screen L iner iner
Cara ini dapat diterapkan baik pada open-hole open-hole maupun cased-hole, cased-hole, yaitu dengan menempatkan slot atau screen didepan formasi. Terdapat tiga bentuk/macam screen bentuk/macam screen : : a. Horizontal slotted screen. b. Vertical slotted screen. c. Wire wrapped screen. Untuk pemasangan liner, mud cake cake harus dibersihkan terlebih dahulu dari zona produktif untuk mencegah terjadinya penyumbatan ( plugging plugging ) dengan menggunakan fluida bebas clay aktif clay aktif pada fluida komplesinya atau dengan air garam. 2.1.1.3.2.G r avel vel Packi Packing ng
Gravel pack juga pack juga dapat dikerjakan baik pada cased open hole maupun pada cased hole completion. completion. Metoda ini dilakukan baik untuk memperbaiki kegagalan screen liner maupun sebagai metoda komplesi yang dipilih. Sebelum menempatkan gravel menempatkan gravel , lubang harus dibersihkan sehingga ruang/gua untuk menempatkan menempatkan gravel dapat dibuat, kemudian memasukkan screen liner dan pompakan gravel sampai mengisi seluruh ruang atau gua di muka formasi produktif, dengan demikian pasir akan tertahan oleh gravel sehingga fluida produksi bebas dari pasir.
92
2.1.2.Perforasi
Pembuatan lubang menembus casing dan semen sehingga terjadi komunikasi antara formasi dengan sumur yang mengakibatkan fluida formasi dapat mengalir ke dalam sumur, disebut perforasi. p erforasi. 2.1.2.1. Perforator
Untuk melakukan perforasi, digunakan digunakan perforator yang dibedakan atas dua tipe perforator : a. Bullet/Gun perforator. b. Shape charge/Jet perforator. 2.1.2.1.1. B ullet/G ullet/G un pe per forat for ator or
Komponen utama dari bullet perforator meliputi : a. Fluid seal disk : pengaman agar fluida sumur tidak masuk ke dalam alat. b.
Gun barrel .
c.
Badan gun dimana disekrupkan dan untuk menempatkan sumbu (ignitor (ignitor ) dan propellant (peluru) dengan shear disk didasarnya, untuk memegang bullet ditempatnya sampai tekanan maksimum dicapai karena terbakarnya powder terbakarnya powder .
d. Electric Wire: Wire: kawat listrik yang meneruskan arus untuk pengontrolan pembakaran powder pembakaran powder charge. charge. Gun body terdiri body terdiri dari dari silinder panjang terbuat dari besi yang dilengkapi dengan suatu alat kontrol untuk penembakan. Sejumlah gun/susunan gun/susunan gun ditempatkan dengan interval tertentu dan diturunkan kedalam sumur dengan menggunakan kawat (electric wire-line cable) cable) dimana kerja gun dikontrol dari permukaan melalui wireline untuk melepaskan peluru (penembakan) baik secara sendiri maupun serentak.
93
2.1.2.1.2. Je J et Pe Perf rfo or ator
Prinsip kerja jet perforator berbeda dengan gun perforator , bukannya gaya powder yang melepas bullet tetapi powder yang eksplosif diarahkan oleh bentuk powder chargenya chargenya menjadi suatu arus yang berkekuatan tinggi yang dapat menembus casing menembus casing , semen, dan formasi. 2.1.2.2.
Kondisi Kerja Perforasi
2.1.2.2.1. Conventional Overbalance
Merupakan kondisi kerja di dalam sumur dimana tekanan formasi dikontrol oleh fluida/lumpur komplesi atau dengan kata lain bahwa tekanan hidrostatik lumpur (Ph) lebih besar dibandingkan tekanan formasi (Pf), sehingga memungkinkan dilakukan perforasi, pemasangan tubing dan perlengkapan sumur lainnya. Cara overbalance ini, overbalance ini, umumnya digunakan pada : a.
Komplesi multizona.
b.
Komplesi gravel-pack Komplesi gravel-pack (cased-hole). cased-hole).
c.
Komplesi dengan menggunakan liner menggunakan liner .
d.
Komplesi pada casing intermediate. intermediate.
Masalah/problem yang sering timbul dengan teknik overbalance ini overbalance ini adalah : a. Terjadinya kerusakan formasi (damage (damage)) yang lebih besar, akibat reaksi antara lumpur komplesi dengan mineral-mineral batuan formasi. b. Penyumbatan oleh bullet/charge dan bullet/charge dan runtuhan batuan. c. Sulit mengontrol terjadinya mud-loss dan mud-loss dan atau kick . d. Clean-up sukar Clean-up sukar dilakukan.
94
2.1.2.2.2. Underbalance
Merupakan kebalikan dari overbalance, overbalance, dimana tekanan hidrostatik lumpur komplesi lebih kecil dibandingkan tekanan formasi. Cara ini sangat cocok digunakan untuk formasi yang sensitif/reaktif dan umumnya lebih baik dibandingkan overbalance, overbalance, karena : a. Dengan Ph < Pf, memungkinkan terjadinya aliran balik : dari formasi ke sumur, sehingga hancuran hasil perforasi (debris (debris)) dapat segera terangkat keluar dan tidak menyumbat hasil perforasi. b. Tidak memungkinkan terjadinya mud-loss dan mud-loss dan skin akibat reaksi antara lumpur dengan mineral batuan. c. Clean-up lebih Clean-up lebih cepat dan efektif.
2.1.2.3. Teknik/Cara Perforasi
Berdasarkan cara menurunkan gun ke dalam sumur, ada dua teknik perforasi, yaitu : a. Teknik perforasi dengan wireline ( wireline (wireline wireline conveyed perforation). perforation). b. Teknik perforasi dengan tubing dengan tubing (tubing (tubing conveyed perforation). perforation). 2.1.2.3.1. Wir Wi r eline li ne Conveye Conveyed d Perforat Perf oratii on
Pada sistem ini gun diturunkan ke dalam sumur dengan menggunakan wireline (kawat listrik). a. Wireline conveyed perforation Biasanya menggunakan gun gun berdiameter besar. Kondisi kerja perforasi dengan den gan teknik ini adalah overbalance, overbalance, sehingga tidak terjadi aliran setelah perforasi dan menara pemboran dengan blow out preventer (BOP) (BOP) masih tetap terpasang untuk penyelesaian pen yelesaian sumur lebih lanjut.
95
b. Wireline conveyed tubing gun Gun Gun berdiameter kecil dimasukkan kedalam sumur melalui Xmastree mastree dan tubing string , setelah tubing dan packer dan packer terpasang terpasang diatas interval perforasi. perforasi. Penyalaan gun dilakukan pada kondisi underbalance dan untuk operasi ini, umumnya tidak diperlukan menara pemboran tetapi cukup dengan dengan lubricator (alat kontrol tekanan) atau snubbing unit . 2.1.2.3.2. Tubing Conveyed Perforator (TCP).
Gun berdiameter besar dipasang pada ujung bawah tubing atau ujung tail-pipe yang diturunkan kedalam sumur bersama-sama dengan tubing string . Setelah pemasangan X-mastree dan packer , perforasi dilakukan secara mekanik dengan menjatuhkan bar atau go-devil melalui tubing yang akan menghantam menghantam firing-head yang ditempatkan di bagian atas perforator . Perforasi dapat dilakukan baik pada kondisi kondisi overbalance maupun underbalance dan setelah perforasi dilakukan, gun dibiarkan tetap tergantung atau dijatuhkan ke dasar sumur (rathole (rathole). ).
2.1.3. Swa Swabbi ng
Swabbing adalah pengisapan fluida sumur/fluida komplesi setelah perforasi pada kondisi overbalance dilakukan, sehingga fluida produksi dari formasi dapat mengalir masuk kedalam sumur dan kemudian diproduksikan ke permukaan. Ada 2 sistem pengisapan fluida yang berbeda pada sumur sebelum diproduksikan, yaitu : 1.
Penurunan densitas cairan. Dengan menginjeksikan lumpur yang mempunyai densitas lebih kecil dari fluida yang berada di sumur, sehingga densitas lumpur baru akan
96
memperkecil tekanan hidrostatik (Ph) fluida sumur, sehingga akan terjadi aliran dari formasi menuju sumur produksi selanjutnya ke permukaan. 2.
Penurunan kolom cairan. Seperti halnya penurunan densitas, untuk tujuan menurunkan tekanan hidrostatik fluida dalam sumur agar lebih kecil dari tekanan formasi, dapat dilakukan dengan dua cara : a. Pengisapan Dengan
memasukkan
karet
penghisap
( swabb-cup) swabb-cup)
yang
berdiameter persis sama dengan tubing untuk swabbing . Dengan cara menari swab-cup swab-cup keatas, maka tekanan dibawah swab-cup menjadi kecil sehingga akan terjadi surge dari bawah yang akan mengakibatkan aliran. b. Timba Timba dimasukkan melalui tubing , dimana pada saat timba diturunkan, katup pada ujung membuka dan bila ditarik katup tersebut akan menutup. Dengan cara ini, maka suatu saat tekanan formasiakan melebihitekanan hidrostatik kolom lumpur.
2.3. PEMBAHASAN
Sumur perlu dipersiapkan untuk komplesi setelah pemboran mencapai formasi produktif. Komplesi ini bertujuan untuk memproduksikan hidrokarbon ke permukaan. Adapun tipe komplesi itu terutama tergantung pada karakteristik dan konfigurasi antara formasi produktif dengan formasi di atasnya dan di bawahnya, tekanan formasi, jenis fluida dan metode produksi. Suatu sumur apakah akan dicased hole hole atau open hole adalah hole adalah tergantung dari jenis formasi batuannya. Jika formasinya lunak sebaiknya lapisan tersebut dicased hole, hole,
97
sedangkan jika formasinya kompak sebaiknya open hole saja hole saja supaya recovery dapat dioptimasi. Setelah
pemasangan
dan
penyemenan
pipa
selubung
produksi,
kemudian dilakukan perforasi. Perforasi adalah pembuatan lubang menembus casing dan semen sehingga terjadi komunikasi antara formasi dengan sumur yang mengakibatkan fluida formasi dapat mengalir ke dalam sumur. Umumnya penggunaan bullet perforator dapat digunakan pada sumur dengan temperatur tinggi hingga 400 0 F. Ada dua tipe perforator yaitu gun perforator dan jet perforator . Perbedaan yang mendasar dari keduanya adalah pada gun perforator menggunakan peluru untuk ditembakkan, sedangkan pada jet pada jet perforator hanya berupa alat pemicu. Alat ini disertai dengan detector untuk meledakkan bahan yang terdapat pada alat. Pada gun Pada gun perforator hasilnya lebih teratur dan rapi dibandingkan dengan jet dengan jet perforator, sehingga alat yang lebih umum digunakan adalah gun adalah gun perforator . Perforasi dilakukan pada dua kondisi formasi yaitu yaitu overbalance dan underbalance. Pada kondisi overbalance akan overbalance akan menyebabkan timbulnya debris timbulnya debris,, mud loss dan kerusakan pada formasi, serta sulit dilakukannya clean up. up. Sedangkan pada kondisi underbalance dapat mengatasi beberapa masalah tersebut diatas. Sehingga pada umumnya perforasi dilakukan pada kondisi underbalance, underbalance, dimana ini digunakan untuk formasi yang sensitive. sensitive. Cara ini sangat cocok digunakan untuk formasi yang sensitive / reaktif dan umumnya lebih baik dibandingkan overbalance, karena : 1. Dengan Ph < Pf, memungkinkan terjadinya aliran balik : dari formasi ke sumur, sehingga hancuran hasil perforasi (debris (debris)) dapat segera terangkat keluar dan tidak menyumbat hasil perforasi. 2. Tidak memungkinkan terjadinya mud-loss dan skin akibat reaksi antara lumpur dengan mineral batuan. 3. Clean-up lebih Clean-up lebih cepat dan efektif.
98
Jika perforasi telah dilakukan maka tahap selanjutnya adalah swabbing. adalah swabbing. Saat swab-cup Saat swab-cup ditarik ke atas, maka tekanan di bawah swab-cup bawah swab-cup menjadi kecil sehingga akan terjadi surge surge dari bawah yang akan mengakibatkan aliran. Swabbing perlu dilakukan agar fluida produksi dari formasi dapat mengalir masuk ke dalam sumur. 2.4. KESIMPULAN
1. Tahapan dari operasi pemboran setelah mencapai target target formasi produktif adalah komplesi sumur (well (well completion) completion) di mana bertujuan untuk memproduksikan fluida hidrokarbon ke permukaan. Adapun tahapan dari komplesi sumur meliputi : a. Tahap pemasangan serta penyemenan production penyemenan production casing . b. Tahap perforasi serta pemasangan pipa liner c. Tahap penimbaan ( swabbing swabbing ) sumur setelah perforasi pada kondisi overbalance dilakukan, overbalance dilakukan, dengan tujuan agar fluida produksi dari formasi dapat mengalir masuk ke dalam sumur dan selanjutnya diproduksikan ke permukaan. 2. Klasifikasi metode well completion didasarkan completion didasarkan pada beberapa faktor yaitu: a. Down hole completion atau completion atau formation formation completion. completion. Dibagi atas tiga metode, yaitu :
Open-hole completion
Cased-hole completion atau completion atau perforated perforated completion
Sand exclussion completion
b. Tubing completion c. Well-head completion 3. Perforasi merupakan pembuatan lubang menembus casing dan semen sehingga
terjadi
komunikasi
antara
formasi
dengan
sumur
yang
99
mengakibatkan fluida formasi dapat mengalir ke dalam sumur. Perforasi dapat dilakukan dengan perforator dengan perforator yang yang dapat dibedakan atas : a. Bullet/Gun perforator b. Shape Charge/Jet Perforator 4. Swabbing adalah adalah pengisapan fluida sumur /fluida komplesi setelah perforasi pada kondisi kondisi overbalance dilakukan, overbalance dilakukan, sehingga fluida produksi dari formasi dapat mengalir masuk ke dalam sumur dan kemudian diproduksikan ke permukaan.
BAB III METODE SEMBUR ALAM
3.1. TUJUAN
1. Untuk mengetahui dan mempelajari berbagai peralatan dan produksi pada metode sembur alam. 2. Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan produksi pada metode sembur alam.
3.2. DASAR TEORI
Sembur alam adalah salah satu metode pengangkatan minyak ke permukaan dengan menggunakan tenaga atau tekanan yang berasal dari reservoir/formasi dimana sumur berada. 3.1.1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perencanaan Peralatan Sumur
Dalam merencanakan produksi, produksi optimum sumur selalu merupakan sasaran, sehingga berdasarkan kondisi optimum inilah peralatan produksi dapat direncanakan dengan baik dalam hal dimensi, kekuatan ( grade), grade), jumlah/panjang, macam alat maupun spesifikasi lainnya. Faktor yang mendasari tercapainya kondisi optimum adalah cadangan, ulah aliran fluida untuk dapat diproduksi, interaksi atau hubungan antara kelakuan formasi berproduksi dengan kondisi atau parameter produksi di permukaan (Psp, P wh). Disamping faktor di atas, faktor berikut ini dapat juga merupakan faktor yang mempengaruhi perencanaan peralatan produksi, seperti : 1. Fleksibilitas Fleksibilitas untuk sistem produksi di masa yang akan datang (artificial (artificial lift). 2. Jenis material untuk kondisi-kondisi khusus (korosi, dan sebagainya). 3. Faktor kemudahan pemasangan dan penanganan serta keamanan kerja. 100
101
3.1.2. Jenis-Jenis Peralatan dan Kegunaannya.
Peralatan produksi sumur sembur alam terdiri dari : 1. Peralatan di atas permukaan. a. Kepala sumur (well-head (well-head ). ). b. Silang sembur ( X-mastree). X-mastree). 2. Peralatan di bawah permukaan. a. Tubing (pipa (pipa alir vertikal) dan coupling . b. Packer (penyekat (penyekat annulus). c. Anchor d. Peralatan pelengkap bawah permukaan/accesories. permukaan/accesories. 3.1.2.1. Peralatan di Atas Permukaan A. Kepala Sumur (well-head ). ).
Well head merupakan merupakan peralatan kontrol sumur di permukaan yang terbuat dari besi baja membentuk suatu sistem seal/penyekat untuk menahan semburan atau kebocoran cairan sumur ke permukaan yang tersusun atas casing head (casing hanger ) dan tubing head (tubing hanger). a. Casing hanger Merupakan fitting
(sambungan
tempat
menggantungkan
casing ). ). Di antara casing string pada string pada casing head terdapat seal terdapat seal untuk untuk menahan aliran fluida keluar. Pada casing terdapat pula pula gas-outlet yang berfungsi untuk : -
Meredusir tekanan gas yang mungkin timbul di antara casing string.
-
Mengalirkan fluida di annulus (produksi). annulus (produksi).
b. Tubing head
102
Alat ini terletak di bawah X-mastree untuk menggantungkan tubing dan menghubungkan tubing dengan sistem kerangan X (Xmastree). mastree). Fungsi utama dari tubing head, adalah : - Sebagai penyokong rangkaian tubing . - Menutup ruang antara casing-tubing pada waktu pemasangan Xpemasangan Xmastree atau mastree atau perbaikan kerangan/ valve. valve. - Fluida yang mengalir dapat dikontrol dengan adanya connection di connection di atasnya. B. Silang Sembur (X-mastree).
Alat ini merupakan susunan kerangan (valve) (valve) yang berfungsi sebagai pengaman dan pengatur aliran produksi di permukaan yang dicirikan oleh jumlah sayap/lengan (wing) sayap/lengan (wing) dimana dimana choke atau bean atau jepitan berada. Peralatan pada X-mastree pada X-mastree terdiri terdiri dari : a. Manometer tekanan dan temperatur, temperatur, ditempatkan pada tubing line dan casing line. b. Master valve/gate, valve/gate, berfungsi untuk membuka atau menutup sumur, jumlahnya satu atau tergantung pada kapasitas dan tekanan kerja sumur. c. Wing valve/gate, valve/gate, terletak di wing/ lengan lengan dan jumlahnya tergantung kapasitas
dan
tekanan
kerja
sumur
yang
berfungsi
untuk
mengarahkan aliran produksi sumur. d. Choke/bean/jepitan, Choke/bean/jepitan,
merupakan valve
yang
berfungsi
sebagai
penahan dan pengatur aliran produksi sumur, melalui mel alui lubang (orifice) (orifice) yang ada. Akibat adanya orifice orifice ini, tekanan sebelum dan sesudah orifice menjadi berbeda yang besarnya tergantung dari diameter orificenya. orificenya. Prinsip inilah yang digunakan untuk menahan dan mengatur aliran. Ada dua macam choke/bean/ jepitan, yaitu :
103
- Positive choke, merupakan valve dimana valve dimana lubang (orifice) yang ada sudah mempunyai diamater tertentu, sehingga pengaturan aliran tergantung pada diameter orifice-nya. orifice-nya. - Adjustable choke, choke ini choke ini lebih fleksibel karena diameter orifice dapat diatur sesuai posisi needle terhadap seat sehingga pengaturan alirannya pun fleksibel sesuai keperluan (tekanan dan laju aliran). Prinsip kerja : Dengan
memutar handweel (1)
yang
berhubungan
langsung dengan stem (4) dan needle valve (8) maka dapat diatur lubang antara needle dengan seat dengan seat yang juga merupakan diameter choke, choke, yang besarnya akan ditunjukkan pada skala (2) melalui indikator (3) yang ikut bergerak sesuai pergerakan stem. e. Check valve, valve, merupakan valve yang hanya dapat mengalirkan fluida pada satu arah tertentu yang berfungsi untuk menahan aliran dan tekanan balik dari separator. Pada X-mastree, check valve ini ditempatkan setelah choke sebelum choke sebelum masuk ke flow-line. ke flow-line.
3.1.2.2. Peralatan di Bawah Permukaan. A. Tubing dan Coupling.
Merupakan pipa alir vertikal yang ditempatkan di dalam casing produksi yang berfungsi untuk mengalirkan fluida produksi sumur ke permukaan atau mengalirkan fluida injeksi ke dalam sumur. Disamping itu, itu, tubing dapat pula digunakan dalam pekerjaan swabb, squeeze cementing , sirkulasi pembersihan sumur dan mengalirkan fluida serta material peretak hidraulis dan hidraulis dan pengasaman. Di dalam sumur, sumur, tubing digantungkan pada tubing hanger dan biasanya ditempatkan beberapa feet di atas zona perforasi. Diameter
104
tubing berkisar antara 2 inci sampai 4,50 inci dengan panjang setiap single berkisar single berkisar antara 6 – 6 – 9,50 9,50 meter. Baik tubing maupun maupun coupling dispesifikasikan dispesifikasikan oleh API ( American American Petroleum Institute) Institute) atas grade, grade, jenis sambungannya, bentuk ulir dan dimensinya. Terdapat sembilan grade sembilan grade tubing yaitu yaitu : H-40, J-55, K-55, C75, L-80, N-80, C-95, P-105, dan P-110 dimana angka minimum yield minimum yield strength strength dan abjad H, J, dan N hanyalah kependekan verbal, sedangkan untuk : K berarti mempunyai mempunyai ultimate strength strength yang lebih besar dibandingkan grade dibandingkan grade J. J. C, L berarti restricted yield strength, P strength, P berarti high strength. strength. Untuk jenis sambungan, baik tubing maupun coupling dibagi dibagi atas : a. External Upset End (EUE). (EUE). b. Non External Upset End (NUE). (NUE). c. Integral Joint. Sedangkan bentuk ulir dikenal dengan API round threads threads dan butterss threads. B. Peralatan Perlengkapan Bawah Permukaan
1. Packer .
Fungsi
pokok
dari packer adalah
memisahkan
atau
mengisolasi annulus tubing-casing dan dan membantu efisiensi produksi. 2. Landing nipple. nipple. Adalah bagian dari sistem tubing, tubing, dimana bagian dalamnya mempunyai profil untuk memasang alat kontrol aliran. Ada dua macam jenis nipple, nipple, yaitu jenis selective nipple nipple dan jenis non selective nipple (no go nipple), nipple), yang mempunyai diameter dalam sedikit lebih kecil dari jenis yang selective. selective. Jenis selective bisa dipasang lebih dari satu pada suatu rangkaian tubing, sedangkan jenis non selective hanya selective hanya dipasang satu untuk setiap sumur dan ditempatkan bagian paling bawah dari susunan tubing.
105
3. Flow Coupling dan Blast Joint. Joint. Keduanya mempunyai dinding yang relatif tebal dan biasanya dipasang pada bagian bawah atau atas nipple, nipple, untuk mengatasi turbulensi aliran, blast joint dipasang berhadapan dengan lubang perforasi untuk mencegah pengaruh benturan kecepatan aliran ( jet jet action) action) dari formasi. 4. Circulation Device. Device. Alat ini mirip pintu yang bisa digeser yang biasa disebut dengan sliding sleeve door (SSD). Alat ini dapat dibuka dan ditutup dengan menggunakan wire line unit. unit. Bagian luar dari alat ini mempunyai lubang yang berguna untuk keperluan sirkulasi dan apabila diperlukan alat pengatur aliran dapat dipasang di bagian dalamnya yang berbentuk suatu profil. 5. Safety Joint . Alat ini dipasang apabila di dalam sumur dipasang beberapa packer (lebih dari satu) yang berguna untuk membantu melepas rangkaian tubing pada waktu mencabut rangkaian tubing tersebut untuk kerja ulang (work (work over ). ). 6. Gas Lift Mandrel. Merupakan Mandrel. Merupakan sambungan tempat duduk valve gas lift yang dipasang apabila sumur direncanakan akan diproduksikan dengan cara sembur buatan ( gas gas lift ) di masa yang akan datang. 7. Sub Surface Safety Valve. Valve. Merupakan valve valve yang dipasang pada rangkaian tubing yang berfungsi untuk pengamanan aliran yang bekerja secara otomatis dengan menggunakan tenaga hidrolis melalui pipa ¼ inchi dari permukaan, yang umumnya dipasang kira-kira 100 meter di bawah permukaan tanah atau dasar laut. Untuk sumur-sumur di lepas pantai alat ini mutlak harus digunakan. 8. Flow Control dan Down dan Down Hole Choke.
106
3.3. PEMBAHASAN
Sembur alam merupakan metode pengangkatan minyak ke permukaan dengan menggunakan tenaga atau tekanan yang berasal dari reservoir/formasi dimana sumur berada.
Sumber
tenaga untuk
sembur alam
antara
lain
berasal dari : - Overburden Pressure, Pressure, yaitu tekanan oleh beban batuan yang ada di atasnya sehingga akan terjadi proses kompaksi. Jika tekanan reservoir lebih besar dari tekanan overburden overburden maka terjadi abnormal pressure pressure dan jika sebaliknya disebut dengan subnormal dengan subnormal pressure. pressure. - Pore Pressure, Pressure, yaitu tekanan yang ditimbulkan oleh pori batuan yang diakibatkan oleh fluida yang ada di dalamnya mengalami pengembangan. Faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan peralatan sumur adalah kondisi optimum sumur yang dapat tercapai dengan adanya faktor cadangan, ulah aliran fluida untuk diproduksi, interaksi atau hubungan antara kelakuan formasi berproduksi dengan kondisi atau parameter produksi di permukaan (Psp, Pwh), fleksibilitas untuk sistem produksi di masa yang akan datang (artificial lift ), ), jenis material-material untuk kondisi-kondisi khusus (korosi), dan faktor kemudahan pemasangan dan penanganan serta keamanan kerja. Peralatan yang digunakan pada proses produksi sembur alam ini antara lain well head , bermacam jenis casing , tubing, packer, tubing, packer, choke, valve dan valve dan masih banyak lagi peralatan yang digunakan. Peralatan sembur alam dibedakan berdasarkan jenis dan kegunaanya adalah sebagai berikut : 1. Peralatan di Atas Permukaan a. Kepala Sumur (well (well head ) b. Silang Sembur ( X-mastree) X-mastree) 2. Peralatan di Bawah Permukaan
107
a. Tubing (pipa (pipa alir vertical) b. Packer (penyekat annulus) annulus) c. Anchor d. Peralatan pelengkap di bawah permukaan.
3.4. KESIMPULAN
1. Sembur alam adalah salah salah satu metode pengangkatan minyak ke permukaan dengan
menggunakan
tenaga
atau
tekanan
yang
berasal
dari
reservoir/formasi dimana sumur berada. Metode sembur alam dipengaruhi oleh kualitas dan kuantitas dari peralatan, baik peralatan atas maupun bawah permukaan. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya produksi sumur sembur alam adalah : -
Tekanan formasi di dasar sumur
-
Kedalaman sumur
-
Ukuran tubing dan dan ukuran choke
3. Sumber tenaga pada metode sembur alam adalah berasal dari : -
Tekanan Overburden ( Overburden (Overburden Overburden Pressure). Pressure).
-
Tekanan Pori ( Pore Pore Pressure). Pressure).
4. Well head merupakan merupakan peralatan kontrol sumur di permukaan guna menahan semburan atau kebocoran cairan sumur ke permukaan. 5. X-mastree X-mastree berfungsi sebagai pengaman dan pengatur aliran produksi di permukaan.
BAB IV METODE ARTIFICIAL LIFT
4.1
TUJUAN
1. Untuk mengetahui dan mempelajari berbagai peralatan pada metodi artificial lift. 2. Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan produksi pada metode artificial lift.
4.2
DASAR TEORI
Artificial lift adalah metode pengangkatan fluida sumur dengan cara mengintroduksi tenaga tambahan ke dalam sumur (bukan ke dalam reservoir ) dimana metoda ini diterapkan apabila tenaga alami reservoir sudah tidak mampu lagi mendorong fluida ke permukaan atau untuk maksud – maksud peningkatan produksi. Introduksi tenaga tambahan yang ada terdiri dari : 1.
2.
Pompa terdiri dari : a.
Pompa sucker Pompa sucker rod
b.
Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal multistage
c.
Pompa hidraulik
d.
Pompa jet Pompa jet
Gas lift , terdiri dari : a.
Continous gas-lift
b. Intermittent gas-lift 3.
Chamber lift
4.2.1. Unit Pompa Sucke Sucker-r r-r od 4.2.1.1. Peralatan Pompa Sucke Sucker-R r-R od
108
109
Peralatan pompa sucker-rod terdiri dari mesin penggerak mula, peralatan di atas dan di bawah permukaan. A. Mesin Penggerak Mula ( P r i me mov move er )
Penggerak mula merupakan sumber utama seluruh peralatan pompa sucker pompa sucker rod di di mana bahan bakarnya dapat berupa gas alam yang berasal dari sumur sucker-rod digunakan, solar atau listrik tergantung pada jenis mesin yang digunakan. B. Peralatan Pompa di Atas Permukaan.
Fungsi utama dari peralatan-peralatan ini adalah : a. Memindahkan energi atau tenaga dari prime dari prime mover ke ke unit peralatan pompa di dalam sumur. b. Mengubah gerak berputar dari prime mover menjadi satu gerak bolak-balik naik turun. c. Mengubah kecepatan putar prime mover menjadi suatau langkah pemompaan ( stroke stroke per menit, SPM) yang sesuai atau yang diinginkan. Di dalam industri migas, dikenal ada tiga macam pompa sucker-rod yaitu : 1. Konvensional (C). (C). 2. Air Balance (B). Balance (B). 3. Mark II (M). (M). Dan klasifikasi oleh API RP 11 L adalah sebagai berikut : X – XXX.X – XXX.X – XXX – XXX – XX XX 1
2
3
4
5
1. Jenis alat permukaan p ermukaan C = Konvensional = Konvensional M = Mark = Mark II A = Air = Air Balance 2. Peak Torque Rating , ribuan in-lb 3. Gear reducer D = double
110
S = single = single 4. Polished rod rating , ribuan lb 5. Panjang langkah maximum, maximum, inchi Misal : C – C – 1600 – 1600 – 173 – 173 – 64 64 Komponen-komponen utama sucker utama sucker rod dan fungsinya adalah sebagai berikut : 1. Gear Reducer. Merupakan transmisi yang berfungsi untuk mengubah kecepatan putar dari prime mover, mover, gerak putaran prime mover diteruskan ke gear ruducer dengan menggunakan belt . Di mana belt ini dipasang engine pada engine pada prime prime mover dan dan unit sheave pada sheave pada gear gear reducer . 2. V-Belt Sabuk untuk memindahkan gerak dari prime mover ke gear reducer. 3. Crank Shaft Merupakan poros dari dari crank yang berfungsi untuk mengikat crank pada gear pada gear reducer dan dan meneruskan gerak. 4. Counter Balance Adalah sepasang pemberat yang fungsinya : - Untuk mengubah gerak berputar dari prime dari prime mover menjadi menjadi gerak naik-turun. - Menyimpan tenaga prime tenaga prime mover pada pada saat down stroke atau stroke atau pada saat counter balance balance menuju ke atas, yaitu pada saat kebutuhan tenaga kecil atau minimum. - Membantu prime Membantu prime mover pada pada saat up-stroke (saat up-stroke (saat counter balance bergerak ke bawah) sebesar tenaga potensialnya karena kerja prime mover yang terbesar adalah pada saat up-stroke up-stroke (pompa bergerak ke atas) di mana sejumlah minyak min yak ikut terangkat ke k e atas permukaan.
111
5. Crank Merupakan sepasang tangkai yang menghubungkan crank shaft pada gear reducer dengan counter balance. balance. Pada crank ini terdapat lubang-lubang tempat pitman bearing . Besar kecilnya langkah atau stroke stroke pemompaan yang diinginkan dapat diatur di sini dengan cara mengubah – mengubah – ubah pitman ubah pitman bearing , apabila kedudukan pitman kedudukan pitman bearing ke posisi lubang mendekati counter balance, balance, maka langkah pemompaan menjadi bertambah besar atau sebaliknya apabila menjauhi jarak antara crank shaft sampai dengan pitman bearing dengan sebagai Polished stroke lenght yang fungsinya meneruskan gerak berputar dari crank shaft pada gear reducer ke walking bean melalui pitman. melalui pitman. 6. Pitman Adalah sepasang tangkai yang menghubungkan antara crank pada pitman bearing . Fungsinya adalah merubah dan meneruskan gerak berputar menjadi bolak-balik naik turun. 7. Walking bean Merupakan tangkai horizontal di belakang horse head . Fungsinya merupakan gerak naik turun yang dihasilkan oleh pasangan pitman-crank-counter balance balance ke rangkaian pompa di dalam sumur melalui rangkaian rod. 8. Horse head Menurunkan gerak dari walking bean bean ke unit pompa di dalam sumur melalui bridle, bridle, polish rod dan sucker string atau merupakan kepala dari walking bean yang bean yang menyerupai kepala kuda. 9. Bridle Merupakan nama lain dari wire line hanger , yaitu merupakan sepasang kabel baja yang disatukan pada carrier bar. 10. Carrier bar
112
Merupakan alat yang berfungsi sebagai tampat bergantungnya rangkaian rod rangkaian rod dan polished dan polished rod. 11. Polished rod Clamp Komponen yang bertumpu pada carrier bar yang fungsinya untuk mengeraskan kaitan polish kaitan polish rod pada pada carrier bar dan dan tempat di mana dinamo meter (alat pencatat unit berapa pompa) diletakkan. 12. Polished rod Polished rod merupakan merupakan bagian teratas dari rangkaian rod rangkaian rod yang yang muncul dipermukaan. Fungsinya adalah menghubungkan antara rangkaian rod di dalam sumur dengan perlatan-peralatan di permukaan. 13. Suffing box Dipasang di atas kepala sumur (casing (casing atau atau tubing head ) untuk mencegah/menahan minyak agar supaya tidak keluar bersama naik turunnya polish rod . Dengan demikian seluruh aliran minyak hasil pemompaan akan mengalir ke flowline ke flowline lewat lewat crosstee. crosstee. Disamping itu juga berfungsi sebagai tempat kedudukan polish kedudukan polish head rod sehingga dengan demikian polish demikian polish rod dapat dapat bergerak naik turun dengan bebas. 14. Sampson post Merupakan kaki penyangga atau penopang walking bean. bean. 15. Saddle bearing Adalah tempat kedudukan dari walking bean pada sampson post pada bagian atas. 16. Equalizer Adalah bagian atau dari pitman pitman yang dapat bergerak secara leluasa menurut kebutuhan operasi pemompaan minyak berlangsung. 17. Brake
113
Brake Brake di sini berfungsi untuk mengerem gerak pompa jika dibutuhkan, misalnya pada saat akan dilakukan reparasi sumur atau unit pompanya sendiri.
C. Peralatan Pompa di Dalam Sumur.
Fungsi peralatan pompa sucker rod di dalam sumur adalah untuk membantu menaikan fluida sumur ke permukaan melalui tubing . Unit pompa sucker pompa sucker rod di dalam sumur terdiri dari : 1. Tubing Seperti halnya peralatan sembur alam, tubing digunakan untuk mengalirkan minyak dari dasar sumur ke permukaan setelah minyak diangkat oleh pompa yang di tempatkan pada ujung tubing . 2. Working barrel Merupakan tempat di mana plunger dapat bergerak naik turun sesuai dengan langkah pemompaan dan menampung minyak sebelum diangkat oleh plunger oleh plunger pada pada saat up stroke. stroke. Menurut standart API ada 2 (dua) jenis barrel , yaitu : a. Liner barrel, biasanya barrel, biasanya jenis diberi simbol “L”. b. Full barrel, yang terdiri dari satu bagian yang utuh dan kuat, biasanya jenis ini diberi simbol “H” untuk heavy-wall dan “W” untuk thin-wall. 3. Plunger Merupakan bagian dari pompa yang terdapat di dalam barrel dan dapat bergerak naik turun yang berfungsi sebagai pengisap minyak dari formasi masuk ke dalam barrel yang kemudian diangkat ke permukaan melalui tubing. 4. Standing valve Merupakan katup yang terdapat di bagian bawah working barrel yang berfungsi memberi kesempatan minyak dari dalam sumur masuk
114
ke working barrel (pada saat up-stroke valve valve terbuka) dan untuk menahan minyak agar tidak keluar dari working barrel pada saat plunger bergerak ke bawah (pada saat down stroke valve valve tertutup). Standing valve valve ini mempunyai peranan yang penting dalam sistem pemompaan, karena effisiensi volumetris volumetris pompa sangat tergantung pada cara kerja dan bentuk dari ball dan seat dan seat standing-valve. 5. Travelling valve Merupakan ball and seat yang terletak pada bagian bawah dari plunger dan dan akan ikut bergerak ke atas dan ke bawah menurut gerakan plunger. Fungsinya : - Mengalirkan atau memindahkan minyak dari working masuk ke plunger, hal ini terjadi pada saat plunger saat plunger bergerak bergerak ke bawah. - Menahan minyak pada saat plunger bergerak ke atas (up-stroke) sehingga minyak tersebut dapat (dipindahkan) ke tubing untuk selanjutnya dialirkan ke permukaan. 6. Anchor Komponen di pasang pada bagian bawah dari pompa, yang berfungsi : - Untuk memisahkan gas dari minyak agar supaya gas tersebut tidak ikut masuk ke dalam pompa bersama-sama dengan minyak, karena adanya gas akan mengurangi efisiensi pompa. - Untuk menghindarkan masuknya pasir atau padatan ke dalam pompa. - Mengurangi/menghindari terjadinya tubing stertch. stertch. Ada dua macam tipe Gas Anchor : : a. P oor oor man man type
Larutan dalam minyak yang masuk ke dalam anchor akan melepaskan diri dari larutan (bouyancy (bouyancy effect ). ). Minyak akan masuk
115
ke dalam barrel melalui suction pipe, pipe, sedangkan gas yang telah terpisah akan dialirkan ke annulus. annulus. Apabila suction pipe terlalu panjang atau diameternya terlalu panjang atau diameternya terlalu kecil, maka akan terjadi pressure lost yang cukup besar sehingga menyebabkan terjadinya penurunan PI sumur pompa. Sedangkan apabila suction pipe terlalu pendek, maka proses pemisahan gas kurang sempurna. Diameter sempurna. Diameter suction pipe terlalu besar menyebabkan ruang ruang annulus antara dinding anchor dengan suction dengan suction pipe menjadi lebih kecil, sehingga kecepatan aliran minyak besar dan akibatnya gas akan masih terbawa oleh butiran-butiran minyak. Diameter minyak. Diameter gas anchor yang terlalu besar akan menyebabkan penurunan PI sumur pompa. b. Packer type
Minyak masuk melalui ruang dinding anchor dan suction pipe. pipe. Kemudian minyak jatuh di dalam annulus antara casing dan gas anchor dan ditahan oleh packer oleh packer , selanjutnya minyak masuk ke dalam pompa melalui suction melalui suction pipe. pipe. Di sini minyak masuk ke dalam annulus sudah annulus sudah terpisah dari gasnya. 7. Tangkai pompa Tangkai pompa ( sucker sucker rod string ) terdiri dari : a. Sucke Suckerr rod
Merupakan batang /rod penghubung antara plunger dengan peralatan di permukaan. Fungsi utamanya adalah melanjutkan gerak naik turun dari horse head ke plunger. ke plunger. Berdasarkan konstruksinya, maka sucker maka sucker rod dibagi dibagi menjadi 2 (dua), yaitu : - Berujung box-pin - Berujung pin-pin Berujung pin-pin
116
Untuk menghubungkan antara dua buah sucker rod digunakan sucker rod coupling . Umumnya panjang satu single dari sucker dari sucker rod yang yang sering digunakan berkisar antara 25-30 ft. Dalam perencanaan sucker perencanaan sucker rod selalu selalu diusahakan atau yang dipilih yang ringan, artinya memenuhi kriteria ekonomis, tetapi dengan syarat tanpa mengabaikan kelebihan (allowable (allowable stress) stress) pada sucker pada sucker rod tersebut. tersebut. Sucker rod yang yang dipilih dari permukaan, sampai unit pompa di dasar sumur ( plunger ) tidak perlu sama diameternya,
tetapi
dapat
dilakukan/dibuat
kombinasi
dari
beberapa type dan ukuran rod . Sucker string yang merupakan kombinasi dari beberapa type dan ukuran tersebut. Disebut Tappered Rod String .
a. Polished rod Adalah tangkai rod yang berada di luar sumur yang mengubungkan sucker rod string dengan carier bar dan dapat naik turun di dalam stuffing dalam stuffing box. Diameter box. Diameter stuffing box lebih box lebih besar daripada diameter sucker rod , yaitu : 1 1/8, 1 ¼, 1 ½, 1 ¾. Panjang polished rod adalah adalah :8,11,16, 22 feet. 4.2.1.2.Prinsip Kerja Pompa Sucker Sucker Ro R od
Gerak rotasi dari prime mover diubah menjadi gerak naik turun oleh sistem pitman-crank sistem pitman-crank assembly, assembly, kemudian gerak naik turun ini oleh horse head , dijadikan gerak lurus naik turun (angguk) untuk menggerakan plunger melalui
rangkaian rod . Pada saat up stroke
plunger bergerak plunger bergerak ke atas menyebabkan men yebabkan tekanan di bawah b awah turun. Karena tekanan dasar sumur lebih besar dari tekanan dalam pompa, akibatnya standing valve terbuka dan minyak masuk ke dalam barrel. Pada saat down stroke beban fluida yang ada di dalam barrel dan tekanan yang diakibatkan oleh naiknya plunger, maka standing valve menutup
117
sedangkan travelling valve travelling valve pada pada plunger plunger terbuka akibat tekanan minyak yang tidak di dalam barrel, selanjutnya barrel, selanjutnya pada saat pada saat up stroke maksimum stroke maksimum minyak akan dipindahkan ke dalam tubing . Proses ini dikakukan secara berulang-ulang, sehingga minyak dapat mengalir ke permukaan.
4.2.1.3.Tipe Unit Pompa di Dalam Sumur ( Sub Surfa Surf ace Pump Pump)
Unit pompa di dalam sumur dapat dibedakan atas beberapa tipe, antara lain: A.T i pe Rod R od P ump ump/I nser nser t Pump (R-TYPE)
Unit pompa keseluruhan (working (working barrel, standing valve, plunger, travelling valve) valve) di masukan ke dalam sumur bersama-sama dengan rod lewat dalam tubing. tubing. Untuk keperluan reparasi dan penggantian pompa cukup dicabut sucker dicabut sucker rod -nya -nya saja, dengan demikian seluruh unit pompa akan ikut terangkat ke atas. Tipe pompa demikian ini sering digunakan pada sumur-sumur yang dalam. Tipe ini dibagi atas 3 (tiga) golongan : - Stationary barrel, Top anchor , misalnya RWA. - Stationary barrel, Bottom anchor , misalnya RWB. - Travelling barrel, Travelling barrel, Bottom anchor , misalnya RWT. B. Tubing Pump Pump (T-TYPE)
Pompa semacam ini dimasukan ke dalam sumur bersama-sama dengan dengan tubing , sedangkan sedangkan plunger dan travelling valve valve diikatkan pada ujung bawah dari sucker rod dan di turunkan sampai standing valve. valve. Apabila pompa hendak dicabut baik sucker rod maupun tubing harus pula dicabut bersama-sama. Tipe ini sering digunakan pada sumursumur dangkal dan produktifitasnya kecil. Untuk suatu tubing dengan ukuran tertentu, volume rod pump lebih kecil daripada tubing pump.
118
Karena diameter working barrel pada rod pump lebih kecil daripada diameter dalam tubing , panjang pompa berkisar antara 4 – 4 – 22 22 feet. Tipe tubing pump ada pump ada 2 (dua) jenis, yaitu : - Tubing pump dengan regular shoes. - Tubing pump dengan extension shoes dan nipple pada nipple pada bagian bawah pompa. Catatan : Kode-kode huruf yang terdapat pada jenis pompa sucker pompa sucker rod : : T : di depan menyatakan Tipe Tubing Pump R : di depan menyatakan Tipe Rod Tipe Rod Pump W : di tengah menyatakan Full menyatakan Full barrel L : di tengah menyatakan Linear menyatakan Linear barrel E : di belakang menyatakan Extention menyatakan Extention Shoe nipple A : menyatakan Stationary-barrel dimana dimana bagian atas yang disambung pada tubing . B : menyatakan Stationary-barrel dengan bagian atas dan bawah disambung dengan tubing dengan tubing . T : di belakang menyatakan travelling barrel.
4.2.2. Instalasi Gas Lift
Yang dimaksud disini adalah semua peralatan peralatan lift baik yang berada di dalam sumur maupun yang berada di permukaan, juga termasuk komplesi yang digunakan dalam sistem gas sistem gas lift tersebut. tersebut. 4.2.2.1. Jenis-Jenis Komplesi Gas Lift
a. Komplesi terbuka Yaitu jenis komplesi sumur gas lift , dengan tubing string digantungkan di dalam sumur tanpa memakai packer memakai packer maupun standing maupun standing valve. valve. Jenis komplesi yang demikian dianjurkan untuk sistem
119
continuous gas lift . Jenis komplesi terbuka ini jarang digunakan, tetapi untuk injeksi gas dari bagian tubing dan dan keluar dari annulus akan annulus akan lebih ekonomis, atau pada sumur yang mempunyai problem mempunyai problem kepasiran. kepasiran. b. Komplesi Setengah Tertutup Yaitu jenis komplesi sumur gas lift, dengan tubing string digantungkan di dalam sumur, menggunakan packer menggunakan packer antara tubing dan dan casing serta tidak menggunakan standing menggunakan standing valve. valve. Jadi, disini pengaruh injeksi gas terhadap formasi produktif dicegah oleh adanya adanya packer . Komplesi semacam ini cocok untuk continuous continuous maupun intermittent gas lift. c. Komplesi Tertutup Yaitu jenis komplesi sumur gas lift , dengan tubing string digantungkan di dalam sumur, menggunakan packer menggunakan packer dan dan juga standing juga standing valve ditempatkan valve ditempatkan di bawah valve gas lift terbawah terbawah atau ujung tubing string. string. Dalam hal ini injeksi gas sama sekali tidak terpengaruh terhadap formasi, karena dihalangi oleh packer dan standing valve. Komplesi ini biasanya digunakan pada sumur-sumur dengan tekanan dasar sumur rendah, dan produktivity dan produktivity index rendah. index rendah. d. Komplesi Ganda Komplesi ganda ini digunakan pada sumur-sumur yang mana terdapat dua formasi produktif atau lebih, diproduksikan melalui dua tubing yang terpisah dalam satu sumur. Masing-masing formasi produktif Sedangkan
tersebut
dipisahkan
susunan tubing
dengan
tersebut
bisa
menggunakan packer. paralel
atau
sesuai
(konsentris). Sistem ini mempunyai keuntungan lebih menghemat gas injeksinya
bila
production
casing
cukup
besar,
sehingga
memungkinkan untuk ditempati oleh dua tubing secara bersejajaran. Model sepusat ini digunakan bila diameter casing-nya casing-nya kecil atau tidak
120
memungkinkan untuk ditempati oleh dua tubing yang diletakkan secara sejajar. e. Komplesi Ruang ( Accumulation Accumulation Chamber Lift Instalation) Instalation) Sistem ini mirip dengan sistem komplesi tertutup, hanya bedanya di sini menggunakan ruang akumulasi. Ruang akumulasi berfungsi untuk memperkecil tekanan kolom minyak yang berada di dalam tubing. Tekanan kolom minyak menjadi kecil, karena akibat rendahnya kolom cairan yang ada di dalam ruang akumulasi, karena adanya packer di dalam tubing . Disamping ruang akumulasi yang berfungsi untuk memperbesar rate rate produksi minyak yang dihasilkan. Tipe komplesi ini digunakan pada sumur-sumur dengan tekanan dasr sumur rendah serta productivity serta productivity index yang index yang rendah pula. f. Pack off Instalation Pada jenis ini, tidak perlu dilakukan penggantian tubing apabila ingin dilakukan pemasangan valve-valve gas lift pada sumur-sumur yang bersangkutan. Hal ini disebabkan, pada kedalaman casing tertentu telah di pasang pack off , di mana berfungsi sebagai penghubung annulus annulus dengan fluida di dalam dalam tubing melalui lubang kecil yang dapat dibuka dan ditutup. Hal ini dapat dilakukan karena terdapat alat yang disebut slidding side door. door. Jadi pada jenis alat ini, bila suatu saat memerlukan gas lift agar dapat meneruskan produksinya tidak perlu dilakukan penggantian tubing . Dengan menggunakan metode wire line, line, slidding side door dapat dibuka dan valve gas valve gas lift langsung langsung digunakan.
4.2.2.2. Peralatan Gas L ift
121
Peralatan gas Peralatan gas lift untuk untuk menunjang operasinya sistem pengangkatan minyak dengan menggunakan metode injeksi gas ke dalam sumur dapat dibagian dua kelompok yaitu : A. Peralatan di Atas Permukaan ( Surface Surface E quipm uipment )
1. Well head Gas Lift X-Mastree Well head sebetulnya bukan merupakan alat khusus untuk gas untuk gas lift saja, tetapi juga merupakan salah satu alat yang digunakan pada metode sembur alam, dimana dalam periode masa produksi, alat ini berfungsi menggantungkan tubing dan casing disamping itu well head merupakan tempat duduknya x-mastree. duduknya x-mastree. 2. Station Kompresor Gas Kompresor gas yaitu suatu alat yang berfungsi untuk mendapatkan gas bertekanan tinggi untuk keperluan injeksi. Di dalam stasiun kompresor, terdapat beberapa buah kompresor dengan sistem manifold -nya. -nya. Dari stasium kompresor ini dikirimkan gas bertekanan sesuai dengan den gan tekanan yang diperlukan diperluk an sumur-sumur sumur -sumur gas gas lift melalui melalui stasiun distribusi. 3. Stasiun Distribusi Dalam menyalurkan gas injeksi dari kompresor ke sumur terdapat beberapa cara, antara lain : a. Stasiun distribusi langsung Pada sistem ini gas dari kompresor disalurkan langsung ke sumursumur
produksi,
sehingga
untuk
beberapa
sumur
mana
membutuhkan gasnya tidak sama, sistem ini kurang e fisien. b. Stasiun distribusi dengan pipa induk Pada sistem ini lebih ekonomis, karena panjang pipa dapat diperkecil. Tetapi karena ada hubungan langsung antara satu
122
sumur dengan sumur lainnya, maka bila salah satu sumur sedang dilakukan penginjeksian gas sumur lain bisa terpengaruh. c. Stasiun distribusi dengan stasiun distribusi Pada sistem ini sangat rasional dan banyak dipakai di mana-mana, gas dibawa dari Stasiun pusat ke stasiun distribusi dari sini gas dikirim melalui pipa-pipa. 4. Alat-alat kontrol Alat-alat kontrol yang dimaksudkan di sini adalah semua peralatan yang berfungsi untuk mengontrol atau mengatur gas injeksi, seperti : a. Choke control Adalah alat yang mengatur jumlah gas yang diinjeksikan, sehingga dalam waktu yang telah ditentukan tersebut dapat mencapai tekanan tertentu seperti yang diinginkan untuk penutupan dan pembukaan valve. valve. Khusus untuk intermittent gas lift . b. Regulator Adalah alat yang melengkapi choke control berfungsi jumlah/banyaknya gas yang masuk. Apabila gas injeksi telah cukup regulator ini akan menutup. Khusus untuk intermittent gas lift. c. Time Cycle Controller Adalah
merupakan
alat
yang
digunakan
untuk
mengontrol laju/rate laju/rate aliran injeksi pada aliran intermittent berdasarkan interval waktu tertentu/dengan kata lain, kerjanya berdasarkan prinsip kerja jam. Maka alat ini akan membuka regulator
selama
waktu
yang
telah
ditentukan
untuk
123
mengalirkan gas injeksi, setelah selama waktu tertentu regulator menutup dalam selang waktu yang telah ditentukan.
B. Peralatan di Bawah Permukaan Permukaan ( Sub Surfa Sur face ce E quipm uipment )
1. Kamar Akumulasi Kamar akumulasi merupakan ruang/chamber ruang/chamber terbuat dari tubing yang yang berdiameter lebih besar dari tubing di di bawahnya terdapat katup/valve katup/valve tetap tetap untuk menahan cairan supaya jangan sampai keluar dari kamar akumulasi pada saat dilakukan injeksi. Fungsinya adalah memperkecil tekanan kolom minyak yang berada di atas tubing. 2. Pinhole Collar Pinhole Collar adalah suatu collar khusus yang mempunyai lubang kecil tempat gas injeksi masuk ke dalam tubing . Letaknya di dalam sumur ditentukan lebih dahulu. Pada umumnya penggunaan collar semacam ini tidak efisien, karena sumur tidak memproduksi secara optimum rate-nya. rate-nya. 3. Valve gas Lift Secara penggunaan valve gas lift berfungsi lift berfungsi untuk : a. Memproduksi
minyak
dengan
murah
dan
mudah
tanpa
memerlukan injeksi gas yang tekanannya sangat besar. b. Mengurangi
unloading
((kick kick
off )
atau
tambahan portable
compressor. c. Kemantapan (stability) (stability) mampu mengimbangi secara otomatis terhadap perubahan-perubahan tekanan yang terjadi pada sistem injeksi gas. d. Mendapatkan kedalaman injeksi yang lebih besar untuk suatu kompresor dengan tekanan tertentu.
124
e. Menghindari swabbing Menghindari swabbing untuk untuk high fluid well atau atau yang diliputi air. Secara berturut-turut perkembangan valve valve dapat diikuti seperti berikut :
Spr ing loa loaded di ffer ffer enti nti al valve lve. Jenis ini paling banyak 1. Spr digunakan pada masa-masa yang lalu bekerja berdasarkan kondisi reservoir. Secara normal bila tidak ada gaya-gaya maka valve maka valve tersebut tersebut akan membuka. Spring loaded pressure dapat diatur dengan Adjust Table Nut agar spring pressure ini dapat berkisar 100-150 psi. Pada saat valve terbuka, valve terbuka, maka dua gaya yang bekerja pada tangkai valve : valve : a. Melalui port dibagian valve, sehingga tekanan injeksi gas sepenuhnya pada kedalaman di manan valve valve dipasang, akan bekerja seluruh permukaan atau dari steam, steam, dan menekan melawan tekanan dari spring dari spring (berusaha untuk menutup). b. Melalui choke Melalui choke pada pada dinding sampai valve tersebut. valve tersebut.
Mecha anically nically Cont Controlle rolled Di ffere fferent ntii al V alve lve. Membuka dan 2. Mech menutupnya valve dilakukan valve dilakukan dengan kawat dari permukaan. Jenis ini sudah jarang di pakai pada waktu sekarang, karena akan terjadinya banyak kesulitan, kawat mudah putus, korosi effesiensi rendah, prinsip pemikiran kurang populer, saat pemasangan lama, juga sangat sukar operasinya pada saat unloading . Valve jenis Valve jenis ini untuk intermittent flow. flow. 3. Spe Specific cifi c Gra Gr avity D iffe if ferr ential ntial Valv Valve e. Jenis ini biasa dipergunakan
untuk continuous flow, flow, dengan menggunakan diafragma karet. Membuka dan menutupnya valve berdasarkan valve berdasarkan gradient tekanan di tubing bila gradient tekanan di tubing naik, maka valve valve akan
125
membuka, bila gradient tekanan turun dengan adanya gas injeksi, maka valve akan valve akan menutup. 4. Pressure Charge Bellow Valve. Jenis ini paling umu digunakan dewasa ini, karena mempunyai sifat-sifat khusus, yaitu : - Mudah dikontrol kerjanya, karena otomatis - Operating pressure konstan - Dapat digunakan baik intermittent maupun continuous Secara normal normal valve valve ini akan menutup, karena adanya pressure charge bellow. bellow. Sedangkan valve valve ini akan bekerja karena adanya tekanan injeksi gas. 5. F lexib dalam tubing lexi ble S leave leave V alve. Yang aliran gas masuk ke dalam adalah karet yang mudah lentur ( flexible). flexible). Sedangkan valve valve ini mempunyai dome (ruang) berisi gas kering dengan tekanan tertentu. Tekanan buka valve sama dengan tekanan tutupnya dan juga sama dengan tekanan gas dalam dome. dome. Valve Valve dapat digunakan untuk aliran intermittent maupun continuous continuous dengan injeksi gas diatur dari permukaan.
4.2.3. Pompa Centrifugal
Pompa centrifugal adalah pompa bertingkat banyak yang porosnya dihubungkan langsung dengan motor penggerak. Motor penggerak ini menggunakan tenaga listrik yang di supply supply dari permukaan dengan kabel dan sumbernya dari power dari power plant lapangan. Unit peralatan centrifugal atau electric submergible centrifugal pump terdiri dari beberapa komponen utama: 1. Swicthboard Alat ini berfungsi sebagai kontrol dipermukaan guna melindungi peralatan-peralatan bawah permukaan. Alat ini merupakan gabungan dari
126
starter, Upperload dan dan underload Protection dan Protection dan Recorder Recorder Instrument (alat (alat pencatat) yang bekerja secara otomatis jika terjadi penyimpangan. 2. Junction box Junction
box box adalah
tempat
(kotak)
yang
terletak
diantara
swicthboard dan well head . Fungsinya untuk menghubungkan kabel swicthboard dengan dengan kabel dari well head . 3. Tranformer Alat ini digunakan untuk mengubah tegangan (voltage (voltage)) sumber arus ( generator generator ) menjadi tegangan yang sesuai dengan operating voltage motor voltage motor di bawah permukaan. 4. Tubing Head Tubing head pada pompa centrifugal agak berbeda dengan tubing head biasanya perbedaanya terutama terletak adanya kabel yang melalui tubing head . 5. Drum Dipakai sebagai tempat menggulung kabel apabila pompa sedang dicabut. 4.2.3.1. Peralatan di Bawah Permukaan
Peralatan di bawah permukaan dari pompa centrifugal terdiri dari motor listrik sebagai unit penggerak protector, gas separator, pompa centrifugal multistage dan kabel listrik. Dalam kondisi kerja, unit bawah permukaan ditenggelamkan dalam fluida dengan disambung tubing yang yang kemudian digantungkan pada well head serta dilengkapi pula dengan peralatan-peralatan sebagai pelengkap antara lain : transformer, checkvalve, bleeder valve, valve, klem kabel serta peralatan-peralatan service peralatan-peralatan service pada pada saat pemasangan pompa p ompa centrifugal, reel of cable, shock absorber .
127
1.
Motor Listrik Motor listrik penggerak pompa adalah 3 phase, motor listrik ini dimasukkan ke dalam rumah motor yang diisi dengan minyak motor untuk pendingin dan merupakan isolasi motor terhadap fluida sumur.
2. Protector Protector ini dipasang di bawah pompa, fungsinya antara lain : - Menyimpan minyak motor dan minyak pompa - Mengijinkan terhadap pengembangan pengurutan minyak motor dan minyak pelumas motor - Mencegah fluida sumur ke dalam motor atau ke rumah motor - Untuk keseimbangan tekanan dalam motor dengan tekanan luar yaitu tekanan fluida sumur pada kedalaman penenggelaman. 3.
Pompa Jenis pompanya merupakan pompa multistage dengan masing stage stage terdiri dari satu impeller dan satu diffuser yang dimasukan dalam rumah, pada impeller terdapat sudu-sudu atau blades blades yang akan mengalirkan fluida produksi.
4.
Gas Separator Untuk sumur yang gas oil ratio (GOR) tinggi, gas separator dapat disambungkan pada pompa guna memperbaiki efisiensi pompa. Gas separator Gas separator ini ini sekaligus berfungsi sebagai intake pompa intake pompa (tempat masuknya fluida kedalam pompa) dan karena perbedaan density gas dan minyak maka gas akan terpisah dari minyak.
5. Kabel Tenaga listrik dari permukaan dialirkan ke motor melalui kabel, yang terdiri dari tiga kabel tembaga yang di isolasi satu sama lain. Kabel diklem dengan tubing pada interval jarak tertentu sampai ke tubinghead.
128
6. Check Valve Letaknya satu joint satu joint di di atas pompa, berfungsi sebagai : - Bila pompa berhenti bekerja ( shut shut down), down), menahan fluida agar tidak keluar dari tubing (turun ke pompa lagi) dan menahan partikel-partikel pada agar tidak mengendap dalam pompa. - Menjaga Menjaga tubing tetap penuh dengan fluida pada saat pompa berhenti. 7. Bladeer Valve Di pasang satu joint satu joint tubing di di atas check valve berfungsi valve berfungsi untuk mengijinkan aliran fluida keluar pada waktu dilaksanakan pencabutan pompa centrifugal.
4.2.3.2. Prinsip Kerja Centrifugal
Prinsip kerjanya adalah berdasarkan pada prinsip kerja pompa centrifugal dengan sumbu putarnya tegak lurus. Pompa centrifugal adalah motor hidraulis yang menghasilkan tenaga hidraulis dengan jalan memutar cairan yang melalui impeller pompa. Cairan masuk ke dalam dalam impeller pompa menuruti poros pompa dikumpulkan dalam rumah pompa atau diffuser kemudian dikeluarkan keluar oleh impeller , tenaga mekanis motor diubah menjadi tenaga hidraulis. Impeller hidraulis. Impeller terdiri dari dua piringan yang di dalamnya terdapat sudu, pada saat impeller diputar dengan kecepatan sudut W cairan dalam dalam impeller di lemparkan keluar dengan tenaga potensial dan kinetik tertentu cairan yang tertampung dalam rumah pompa kemudian dialirkan melalui pipa keluar (diffuser (diffuser ), ), di mana sebagian tenaga kinetis diubah menjadi tenaga potensial berupa tekanan, karena cairan dilemparkan keluar maka terjadi proses pengisapan.
129
4.3. PEMBAHASAN
Salah satu metode produksi yang kita kenal yaitu metode pengangkatan buatan (artificial lift ). ). Metode ini diterapkan apabila tenaga alami reservoir sudah tidak mampu mendorong fluida ke permukaan atau untuk maksudmaksud peningkatan produksi. Cara kerja metode ini yaitu dengan cara mengintroduksi tenaga tambahan ke dalam sumur (bukan ke dalam reservoir). Introduksi tenaga tambahan ini terdiri dari : 1. Pompa terdiri dari : a. Pompa sucker Pompa sucker rod b. Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal multistage c. Pompa hidraulik d. Pompa jet Pompa jet 2. Gas lift , terdiri dari :
Continous gas-lift
Intermittent gas-lift
3. Chamber lift Prinsip kerja pompa sucker rod adalah mengubah gerak rotasi dari prime mover menjadi gerak naik turun oleh sistem pitmen-crank assembly. assembly. Kemudian gerak naik turun ini oleh horse head dijadikan dijadikan gerak lurus naik turun (angguk) untuk menggerakkan plunger melalui rangkaian rod . Pada saat up stroke plunger bergerak keatas menyebabkan tekanan di bawah turun karena tekanan dasar sumur lebih besar dari tekanan dalam pompa, akibatnya standing akibatnya standing valve terbuka valve terbuka dan minyak masuk ke dalam barrel . Pada saat down stroke, stroke, beban fluida yang ada di dalam barrel dan tekanan yang diakibatkan oleh naiknya plunger , maka standing maka standing valve menutup valve menutup sedangkan travelling valve pada valve pada plunger plunger terbuka akibat tekanan minyak yang tidak di dalam barrel , selanjutnya pada saat up stroke maksimum stroke maksimum minyak akan dipindahkan ke dalam tubing dalam tubing . Proses ini
130
dilakukan secara berulang-ulang, sehingga minyak dapat mengalir ke permukaan. Sucker rod pump digunakan pump digunakan pada saat fluida sumur tidak dapat mengalir, karena adanya kolom fluida untuk penempatan pompa dan pada sumur yang vertikal (lurus). Keuntungan penggunaan sucker penggunaan sucker rod pump adalah : - Lebih efisien dan dipakai pada sumur dangkal kurang dari 200 meter. - Kerja pompa dapat dianalisa dengan dinamometer dan well sounded device. sounded device. Sedangkan kerugiannya adalah : - Memerlukan tempat yang luas. - Adanya gas dalam sumur produksi dapat menyebabkan gas menyebabkan gas lock. Dalam perencanaan sucker rod selalu diusahakan atau dipilih yang ringan, artinya memenuhi kriteria ekonomis, tetapi dengan syarat tanpa mengabaikan kelebihan pada sucker rod tersebut. Sucker yang dipilih dari permukaan, sampai unit pompa di dasar sumur plunger ( plunger ) tidak perlu sama diameternya, tetapi dapat dilakukan kombinasi dari beberapa tipe dan ukuran rod . Sucker string yang merupakan kombinasi dari beberapa tipe dan ukuran tersebut disebut sebagai Tappered Rod String. Rod String. Pompa centrifugal (ESP) adalah pompa bertingkat dengan porosnya dihubungkan dengan motor penggerak. Motor penggerak ini menggunakan tenaga listrik yang disuplai dari permukaan dengan kabel dan sumbernya diambil dari power plant power plant lapangan. ESP umumnya dipakai pada pemboran lepas pantai sumur-sumur miring, laju produksi besar, GOR rendah, viscositas tinggi dan dapat dipakai untuk injeksi air dengan syarat impeller syarat impeller tinggi. tinggi. Pompa centrifugal merupakan motor hidrolis yang menghasilkan tenaga hidrolis dengan cara memutar cairan yang melalui melalui impeller pompa. Prinsip kerja ESP adalah berdasarkan pada prinsip kerja pompa centrifugal dengan sumbu putarnya tegak lurus.
131
Gas lift terdiri terdiri dari continuos gas lift dan dan intermittent gas lift. Continuos gas lift digunakan pada sumur yang dalam yang memiliki produktivitas yang besar sedangkan untuk intermittent gas lift digunakan digunakan pada sumur yang rendah yang memiliki produktivitas yang kecil. Peralatan gas lift untuk menunjang sistem pengangkatan minyak dengan menggunakan metode injeksi gas ke dalam sumur terdiri atas dua kelompok besar, yaitu peralatan di atas permukaan (wellhead gas lift , station compressor gas, gas, stasiun distribusi dan alat-alat kontrol) dan peralatan bawah permukaan (kamar akumulasi, pinhole akumulasi, pinhole collar dan dan valve gas lift ). ).
4.4. KESIMPULAN
1. Metoda artificial lift diterapkan apabila tenaga alami reservoir sudah tidak mampu lagi mendorong fluida ke permukaan atau untuk maksud-maksud peningkatan produksi. 2. Faktor-faktor dalam pemilihan metode artificial lift antara lain :
Kedalaman
Sifat fisik batuan reservoir
Letak sumur (onshore/offshore (onshore/offshore))
Lubang sumur (vertikal/horizontal)
3. Introduksi tenaga tambahan yang ada pada metode artificial lift antara lain : a. Pompa yang terdiri dari :
Pompa Sucker Rod
Pompa Sentrifugal Multistage
Pompa Hydraulik
Pompa Jet Pompa Jet
b. Gas lift , yang terdiri dari :
Continous gas-lift
Intermitten gas-lift
132
c. Chamber lift 4. Sucker Rod sebagai salah satu peralatan dalam artificial lift tidak dapat dipasang di sembarang lokasi tetapi harus memenu hi syarat-syarat :
Sumur harus lurus.
Kedalaman sumur sedang sampai dangkal.
Harus ada fluid ada fluid level.
Produksi gas kecil.
5. Prinsip kerja Sucker Rod dibedakan dibedakan menjadi :
Up-Stroke Down-Stroke
6. Keuntungan penggunaan sucker penggunaan sucker rod pump adalah : a. Lebih efisien dan dipakai pada sumur dangkal kurang dari 200 meter. b. Kerja pompa dapat dianalisa dengan dinamometer dan well sounded device. 7. Kerugian penggunaan sucker penggunaan sucker rod pump adalah pump adalah : a. Memerlukan tempat yang luas. b. Adanya gas dalam sumur produksi dapat menyebabkan gas menyebabkan gas lock. 8. Metode gas Metode gas lift adalah adalah suatu metode pengangkatan fluida dari lubang sumur dengan cara menambahkan gas dimana mempunyai tekanan cukup tinggi ke dalam kolom minyak. 9. Keuntungan metode gas metode gas lift adalah adalah :
Dapat memperbesar laju produksi.
Kontrol tekanan mudah dilakukan.
Baik untuk sumur yang dalam dan berdeviasi tinggi dan berdeviasi besar.
Dapat dipakai pada sumur yang berkadar pasir tinggi.
BAB V SISTEM GATHERING DAN BLOCK STATION
5.1. TUJUAN
1.
Untuk mengetahui dan mempelajari berbagai peralatan dan produksi pada sistem gathering dan block station.
2.
Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan produk si pada system gathering dan block station.
5.2. DASAR TEORI
Peralatan produksi berdasarkan sistem gathering dan block system adalah merupakan pola atau sistem jaringan alat transportasi, fasilitas peralatan pemisah fluida produksi dan fasilitas peralatan penampung fluida hasil pemisahan. Berdasarkan pada jumlah, tata letak sumur dan letak tangki pengumpul serta kondisi laju produksi sumur-sumurnya, gathering sumur-sumurnya, gathering system dapat system dapat dibedakan atas radial gathering system dan system dan axial gathering system. system. Pada radial gathering system, system, semua flowline flowline menuju ke header dan langsung berhubungan dengan fasilitas pemisah, sedangkan pada axial gathering system, system, beberapa kelompok sumur mempunyai satu header yang kemudian dari tiap-tiap header akan dialirkan ke pemisah-pemisah trunk line (jenis flowline (jenis flowline yang yang mempunyai diameter relatif lebih besar dari flowline dari flowline biasa, biasa, yang berfungsi untuk menyatukan aliran dengan volume besar).
5.2.1. Peralatan Transportasi
Merupakan komponen dari gathering system untuk mengalirkan fluida (minyak, air dan gas bumi) dari wellhead/x-mastree ke peralatan pemisah termasuk perlengkapan keamanan, manometer 133
134
5.2.1.1. F low low L ine
Untuk industri migas, flow migas, flow line dibedakan berdasarkan : 1. Fluida yang dialirkan, seperti minyak, gas atau uap. 2. Material pipa stell pipa stell pipe, non matalic, plastic, wood. 3. Mekanan kerja, pipa bertekanan tinggi, sedang, rendah. 4. Fungsinya, sebagai pipa lateral, gathering lateral, gathering , pipa utama. 5. Penggunaannya, surface Penggunaannya, surface pipe, pipe, subsurface pipe, dan sebagainya. Di lapangan penempatan flow penempatan flow line tidak line tidak selalu terletak pada bidang datar tetapi disesuaikan dengan topografi daerah walaupun tetap diusahakan agar menempati posisi horizontal. 5.2.1.2. Manif Manifo old
Merupakan akhir/pertemuan flow line line yang berasal dari beberapa sumur yang terdiri dari rangkaian susunan katup yang berfungsi untuk : 1. Mengendalikan aliran fluida produksi dari tiap sumur yang ada (satu manifold mampu mampu menampung hingga 20 sumur). 2. Memisahkan aliran dari berbagai grade berbagai grade yang yang ada. 3. Mengisolasi suatu bagian dari system jaringan flow line line guna melakukan perawatan atau perbaikan. 4. Memisahkan setiap sistem tangki penampung dengan mainlines (jaringan utama). 5. Membagi mainlines menjadi mainlines menjadi beberapa segmen (bagian). 6. Mengarahkan / membelokkan aliran fluida produksi dari setiap sumur ke test-line atau test-line atau ke main-header. 7. Mencegah terjadinya tekanan dari separator dari separator ke ke sumur. 5.2.1.3. H eade eader r
Merupakan pipa berukuran lebih besar dari flow dari flow line yang line yang berfungsi untuk menyatukan fluida produksi dari sumber-sumber produksi (setelah melalui manifold ) dan mengalirkannya ke fasilitas pemisah. Terdapat dua
135
macam header macam header yaitu yaitu : test-header dan dan main-header dan dan arah header dapat dapat vertikal, horizontal dapat pula menyudut (deviated-header (deviated-header ). ).
5.2.2. Fasilitas Peralatan Pemisah 5.2.2.1. Sep Separato rator
Separator adalah
tabung
bertekanan
yang
digunakan
untuk
memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan dan gas (dua fasa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : a. Prinsip penurunan tekanan. b. Gravity setlink. c. Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran. d. Pemecahan atau tumbukan fluida. Untuk mendapatkan efisiensi dan kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, gas - liquid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut : 1.
Bagian pemisah pertama, berfungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.
2.
Bagian pengumpul cairan, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity prinsip gravity settlink.
3.
Bagian pemisah kedua, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity prinsip gravity settlink.
4. Mist Extraktor , berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut). 5.
Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over-pressure. over-pressure. Di dalam block station, station, disamping terdapat separator pemisah
gabungan terdapat juga separator uji yang berfungsi untuk melakukan
136
pengujian (test ) produksi suatu sumur dan dari separator uji ini laju produksi sumur (Qo,Qw, dan Qg) bisa didapat dimana Qo dan Qw diperoleh dari barrel meter sedangkan Qg diperoleh dari pencatatan orifice flow meter (orifice plate) plate) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya. Disamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu separator yaitu separator tekanan tekanan tinggi, tekanan sedang, tekanan rendah. 5.2.2.1.1. Jenis Sep Separato rator
Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan fungsinya. 1. Jenis separator Jenis separator berdasarkan berdasarkan bentuk dan posisinya. a. Separator Tegak
/
Vertikal.
Biasanya
digunakan
untuk
memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR rendah dan/atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta mempunyai kapasitas cairan dan gas yang besar. b. Separator Datar / Horisontal. Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube horizontal separator dan dan double tube horizontal separator . Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, namun demikian kebanyakan fasilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan. c. Separator Bulat / Spherical . Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan GLR kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi.
137
Terdapat dua tipe separator bulat, yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa dan tipe untuk pemisahan tiga fasa. 2. Jenis separator berdasarkan fungsinya. Berdasarkan fungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas : gas-scrubber, knock-out flash-chanber, expansion vessal, chemical electric dan filter. dan filter. a.
Gas Scrubber . Jenis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, setelah separator, atau sebelum dehydrator, extraction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya cairan ke dalam alat tersebut.
b. Knock-Out . Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu free water knock-out (FWKO) (FWKO) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan total liquid knock-out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi ( > 125 psi). c. Flash Chamber. Alat Chamber. Alat ini digunakan pada tahap lanjut dari proses pemisahan secara kilat ( flash) flash) dari separator dari separator . Flash Chanber ini digunakan sebagai separator tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( < 125 ). d. Expansion
Vessel .
Alat
ini
digunakan
untuk
proses
pengembangan pada pemisahan beretemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang tebentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara 1001300 psi. e.
Chemical Electric. Electric. Merupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dan cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan
138
prinsip anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan. 5.2.2.2. Oil Oi l Ski S kim mmer
Merupakan
peralatan
pemisah
yang
direncanakan
untuk
menyaring tetes-tetes minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya sebelumn ya untuk mencegah menc egah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan melalui pembagi aliran yang berisi batubara / batu arang tipis-tipis, sedangkan proses pemisahan berdasarkan gravity settling. settling. Kapasitas oil skimmer tergantung pada beberapa faktor, terutama pada densitas minyak-air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate intermediate yang berhubungan dengan kecepatan settling dari partikel. 5.2.2.3. G as De Dehydr hydr ator ator
Gas Dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang terkandung di dalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas hidrokarbon terutama pada lapangan lapan gan gas alam. Ada dua cara pemisahan air dari gas, yaitu dengan : a.
Solid Desiccant , misalnya calcium chloride
b. Liquid Desiccant , misalnya glycol. misalnya glycol. 5.2.2.3.1. C alcium lci um C hlor hlor i de Gas De D ehydr hydr ator tor
Komponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator dari separator tiga tingkat, yaitu gas-liquid absorbtion tower dan solid bad desiccant unit . Pemisahan partikel air dari gas dilakukan dengan cara mengkontakkan aliran gas dengan calcium chloride chloride di dalam chemical bad section. section.
139
5.2.2.3.2. G lycol lycol De D ehydr hydr ator ator
Liquid Desiccant yang sering digunakan adalah triethylene glycol . Penterapan partikel air tejadi karena adanya kontak antara glycol dengan dengan gas yang mengandung air pada tray di tray di dalam absorber (kontraktor), proses regenerasi glycol yang mengandung air yang dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan dari glycol . 5.2.3. Penampung Hasil Pemisahan.
Setelah
fluida
reservoir
dipisahkan,
minyak
hasil
pemisahan
diharapkan hanya mengandung air / solid / solid sangat sangat kecil ( < 0,2 % ) dialirkan ke penampung sementara di dalam kompleks block-station, block-station, kemudian melalui system pipa, minyak dan gas dialirkan ke pusat penampungan / penimbun (PPM), untuk kemudian pada waktu tertentu dikirim ke ke refinery, refinery, gas plant atau terminal melalui sale-line melalui sale-line..
5.3. PEMBAHASAN
Sistem gathering Sistem gathering dan dan block station merupakan pola atau sistem jaringan sistem jaringan alat transportasi, fasilitas peralatan pemisah fluida produksi dan fasilitas peralatan penampungan fluida hasil pemisahan. Berdasarkan pada jumlah, tata letak sumur dan letak tangki pengumpul serta kondisi laju produksi sumur-sumurnya, gathering sumur-sumurnya, gathering system dapat system dapat dibedakan atas radial gathering system dan system dan system system axial gathering system. system. Pada peralatan transportasi dapat dibagi menjadi beberapa peralatan berdasarkan letak dan fungsinya yaitu Flow yaitu Flow Line, Manifold, Header dan dan Trunk Line. Salah satu peralatan pemisah di sini yaitu separator yaitu separator yang artinya oil dan gas separator yang digunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi minyak, air dan gas atau cairan dan gas (dua fasa) dengan tanpa adanya pembakaran, oleh karena itu separator itu separator harus harus dirancang, dikonstruksi dan diset menurut “ASME” Code for Unfired Vessels” Vessels” yaitu untuk semua tabung
140
bertekanan tanpa pembakaran yang dirancang guna tekanan kerja di atas 300 psig. Separator bekerja berdasarkan prinsip penurunan tekanan, Gravity selink, selink, Turbulensi akiran atau perubahan arah aliran dan pemecahan atau tumbukan fluida. Dan dari beberapa prinsip tersebut diharapkan fungsi dari separator sebagai pemisah fluida dapat bekerja optimal. Yaitu menghasilkan pemisahan fluida yang sempurna sampai batas tekanan atmosfer.
5.4. KESIMPULAN
1. Pada jenis radial gathering system, system, semua flow semua flow line menuju ke header dan langsung berhubungan dengan fasilitas pemisah. 2. Di lapangan penempatan flow line tidak selalu terletak pada bidang yang datar tetapi disesuaikan dengan topografi daerah. 3. Separator berdasarkan berdasarkan bentuk dan posisinya dapat dibagi menjadi tiga yaitu : a. Separator tegak tegak b. Separator datar datar c. Separator bulat Separator bulat 4. Setelah fluida dipisahkan, minyak hasil pemisahan diharapkan hanya mengandung air atau solid sangat kecil (<0,2%) dialirkan ke penampung sementara dalam komplek Block komplek Block Station. Station. 5. Header merupakan salah satu peralatan transportasi berupa pipa berukuran lebih besar dari flow line line yang berfungsi menyatukan fluida produksi dan mengalirkannya ke fasilitas pemisah.
BAB VI FASILITAS PRODUKSI LEPAS PANTAI
6.1 TUJUAN
1. Untuk mengetahui dan mempelajari berbagai peralatan dan produksi pada fasilitas produksi lepas pantai. 2. Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan produksi pada fasilitas produksi lepas pantai.
6.2 DASAR TEORI
Anjungan produksi lepas pantai mempunyai fungsi yang kita tinjau dari kegunaannya dapat dikelompokkan sebagai tempat produksi production (production platform), platform), sebagai tempat pemisah fluida prduksi ( satellite) satellite) dan sebagai tempat penimbun ( storage), storage), bahkan sebagai tempat tinggal hunian pekerja atau gabungan fungsi-fungsi diatas. Ditinjau dari system produksinya, anjungan lepas pantai dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu : 1. Sistem produksi konvensional, dimana semua peralatan produksi diletakkan dianjungan diatas permukaan laut atau dek anjungan. 2. Sistem produksi bawah permukaan ( subsea subsea production sharing ), ), dimana peralatan-peralatan produksi khususnya well-head, x-mastree, manifold, header dan storage storage diletakkan didasar laut, dimana system kontrol operasi dilakukan secara otomatis dengan remote control , sedangkan pemisahan fluid/processing tetap tetap di satellite di satellite platform.
6.2.1. Tipe Anjungan Produksi
Ada beberapa tipe anjungan produksi yang umum digunakan berdasarkan tipe anjungannya, antara lain : 6.2.1.1
T emplate plate Platform latfor m 141
142
6.2.1.1 T emplate plate Platform latfor m
Jenis platform platform ini sering disebut dengan convensional platform, platform, karena merupakan anjungan produksi generasi pertama (1974) yang dipasangt pada kedalaman laut 200 ft dilepas pantai lousiana pada tahun 1978 telah dipasang pada kedalaman laut 1000 ft. Pada dasarnya anjungan ini terdiri dari struktur pipa baja yang besar ( jacket jacket ) dan ruang deck . Melalui kaki anjungan jacket anjungan jacket diikat diikat tiang pancang didasar laut yang berfungsi sebagai penyangga anjungan, sedangkan ruang deck berfungsi deck berfungsi untuk menyokong kegiatan operasional dan beban lainn ya. Tipe template ini template ini cocok digunakan pada kedalaman laut antara 200 hingga 300 meter, sedangkan untuk kedalaman yang lebih dalam, tipe ini kurang praktis karena memerlukan tiang penyangga dengan ukuran besar dan panjang. Instalasi template platform ada platform ada dua macam yaitu, instalasi terapung ( self self floating ) dan instalasi barge launching . 1. Self Floating Installation, Installation, cara pemasangan instalasi ini adalah dengan jalan mengapungkan mengapungkan floater yang dapat dilepas atau terapung sendiri karena bouancy bouancy kemudian ditarik ke lokasi yang dituju dan struktur anjungan diturunkan berdiri ke dasar laut dengan cara mengisi pipa-pipa flooding chamber . 2. Barge Launching Installation, Installation, saat keluar dari pabrik struktur anjungan ditempatkan pada tongkang/barge tongkang/barge selanjutnya ditarik ke lokasi dan diturunkan dengan cara ballasting yang selanjutnya diluncurkan ke laut dan ditegakkan dengan menggunakan barge barge derrick agar dapat berdiri tegak pada koordinat.
6.2.1.2.
Concreate Grafity Platform Platform terikat Platform terikat kedasar laut karena berat konstruksinya sendiri yang terbuat dari beton bertulang. Pertimbangan peting dalam penempatan
143
anjungan jenis ini adalah lokasi dasar laut harus stabil dan tahan terhadap penembusan tiang pancang sehingga didapatkan stabilitas struktur yang baik. Berdsarkan alas an ini concrete platform platform tidak dapat dioperasikan pada semua lokasi. Karena kondisi strukturnya, maka fasilitas produksi lengkap dimana dapat ditempatkan diatasnya dan dapat dipasang langsung sejak dari pabrik, disamping itu dapat pula dilengkapi dengan penimbun yang tidak perlu dipancang.
6.2.1.3.
Guyed Tower Platform Merupakan platform dengan struktur baja yang diletakkan diatas spud can didasar laut. Karena anjungan ini dapat bergerak diatas spud diatas spud can, maka untuk menjaga agar hanya dapat bergerak pada batas-batas tertentu, anjungan ini diikat secara simetris dengan kabel-kabel ( gaylines) gaylines) yang diklem pada dek dengan menggunakan sepasang wedge typelucker clamps. clamps.
6.2.1.4.
Tensi Tensi on Le L eg Platform Platform Merupakan anjungan produksi yang dibuat dari baja atau beton bertulang yang relatif ringan terapung dipermukaan laut dan diikat dengan d engan guy-lines ke struktur pondasi yang ditancapkan kedasar laut. Karena anjungan ini terapung maka kabel-kabel pengikat harus sesuai dengan keadaan tegang (tension (tension), ), sehingga posisi anjungan dalam keadaan cukup stabil pada kondisi operasi.
6.2.1.5.
D r ill-Tr ough the the L eg (D ( D TL ) Plat Platform form Dirancang dengan empat kaki baja, dua vertical dengan diameter besar dan dua lainnya lainn ya lebih kecil dan diapang miring. Pemboran dilakukan dilakuka n diatas kaki vertical dengan kedalaman antara 145-264 ft untuk tipe Mudslide Mudslide DTL dan 71 ft untuk konvensional DTL. Keuntungan platform Keuntungan platform
144
ini adalah cukup stabil baik terhadap pengaruh dari luar maupun akibat beratnya sendiri dan harganya relatif mudah.
6.2.2 Fasilitas Tranportasi Produksi di Lepas Pantai
Pengiriman fluida produksi dari platform ke platform yang lain dari platform-platform produksi ke satellite satellite dan dar satellite ke storage serta dari storage ke mooring atau ke terminal dilakukan melalui sistem pipa dengan diameter antara 8 sampai 18 inchi yang diletakkan didasar laut, terdapat beberapa metode pemasangan pipa didasar laut : 1. Bottom Pull Method , pada metoda ini seluruh bagian pipa disandarkan didasar laut, jika pipa ini dirancang untuk mengalirkan minyak dari terminal darat, maka sebagian pipa di darat dan selebihnya berada di dasar laut, dan pada bagian akhirnya mengembang untuk sampai ke platform ke platform atau tanker metode ini sering digunakan pada pipa dasar laut dari terminal ke single bouy mooring (SBM), seperti di Balongan Cirebon. 2. Station Method, pada Method, pada bagian ini pipa disambung dengan cara dilas di darat, kemudian ditarik dengan dengan pontoon dengan pontoon ke laut. Sebagian besar dari pipa melayang di air laut laut dan untuk menepatkan posisinya diberi diberi pelampung ( floating floating ) sehingga mudah diketahui keberadaannya. 3. Relled
Pipe Methode, Methode, pada metode ini pipa yang sangat panjang
digulungkan pada rell barge dengan diameter gulungan yang sangat besar yang selanjutnya akan dilepaskan ke dasar laut ketika barge bergerak menuju tempat tujuan. Umumnya jenis pipa yang digunakan adalah pipa elastik (spiral) atau pipa plastik yang dibalut dengan asbes atau karet. 4. Lay Barge Method , pada pemasangan dengan metode ini sambungansambungan pipa dilas dibarge, dan pelaksanaan pemasangan diatas barge. barge.
6.3.1. Sistem Gathering di Lepas Pantai.
145
Jaringan pipa transportasi untuk mengalirkan fluida produksi baik dari anjungan produksi ke satelit/CPA, dari satelit ke storage ke storage maupun dari storage ke mooring atau terminal dilakukan melalui sistem jaringan pipa dasar laut. Dari anjungan proses / CPA minyak dikirim dengan pipa dasar laut yang berukuran lebih besar, dengan d engan jenis pipa tertentu seperti plastik lined steel pipe, pipe, dengan jenis pipa baja dengan aluminium ke terminal didarat atau ke storage ke storage vessel di laut. Dari sinilah minyak dikapalkan (loading (loading ) melalui single bouy mooring (SBM).
6.3.2. Stasiun Pompa Pada Anjungan
Unit stasiun pompa di anjungan tidak jauh berbeda dengan stasiun pompa di darat yaitu menggunakan pompa tekan jenis piston jenis piston duplex double acting atau triplex single acting atau pompa sentrifugal tergantung besarnya tekanan yang diperlukan stasiun pompa ini biasanya ditempatkan pada rantai dasar anjungan (cellar deck ) dari anjungan proses , untuk mengirimkan minyak ke storage ke storage atau atau terminal di darat.
6.3.3 Fasilitas Pemisahan di Lepas Pantai
Merupakan anjungan dengan fasilitas pemisahan yang berada didekat anjungan produksi dimana biasanya anjungan ini dirangkaikan dengan salah satu anjungan produksi yang berfungsi sebagai suatu stasiun operasi produksi ( satellite). satellite). 6.3.3.1. Peralatan Pada Sat Satellite llite
Peralatan baik yang berada di celler deck , main deck , maupun di top deck terdiri terdiri dari: 1. Separator produksi produksi 2. Scubber gas 3. Oil skimmer 4. Chemical electrick
146
5. Free water knock out 6. Surge tank 7. Pig loucher dan dan pig receiver, tempat menerima dan mengirimkan mengirimkan pig ( pembersih flowline). pembersih flowline). 8. Kompresor 9. Stasiun pompa 10. Power crane 11. Safety control system 12. Hydrant/ unit pemadan kebakaran dan alat keselamatan lainnya 13. Safety calsuls 14. Main and safety engine/turbine
6.3.4. C entr ntr al Pro Pr osesi sesing ng Ar A r ea (CPA)
CPA merupakan unit proses untuk suatu lapangan yang basar atau guna memproses fluida produksi dari beberapa lapangan disekitarnya, selain terdapat unit prosesan fluida (pemisah minyak, air, dan gas), juga dilengkapi dengan unit prosesan gas sehingga gas yang dikirim ke LPS plant untuk di proses lebih lanjut menjadi liquid petroleum gas. gas. Unit peralatan CPA ada beberapa perangkat peralatan pemisah dan perangkat peralatan penunjang operasi lainnya yang secara garis besar terdiri dari : 1.
Separator produksi produksi
2.
Scrubber gas
3. Free water knock out tank 4. Manifold 5. Flowline, pipeline penghubung pipeline penghubung dan penyalur valve 6.
Compresor, baik Compresor, baik low compressor maupun maupun high compressor
7.
Glycol tower absorber , untuk mengeringkan gas
8.
Glycol rake generation, generation, untuk pemanasan glycol
147
9.
Stasiun pompa
10. Pig loucher dan pig dan pig receiver 11. Matering system 12. Control room, ruang pengontrol operasi kerja yang dilengkapi dengan panel-panel control 13. Unit pemadam kebakaran 14. Unit pengangkut barang 15. Unit pemukiman kerja 16. Panel savety Panel savety system dan system dan perangkat peralatan keselamatan kerja.
6.3.5. Anjungan Kompresor
Anjungan kompresor ini merupakan unit pemrosesan gas setelah gas dipisahkan dari minyak di anjungan proses. Pada anjungan ini gas mengalami pemampatan dan pengeringan sebelum dikirim ke LPG plant, untuk diproses lebih lanjut menjadi LPG. Perangkat peralatan pada anjungan kompresor ini, baik pada main deck ataupun pada cellar deck , terdiri dari : 1.
Kompresor , untuk memberikan tekanan pada gas supaya lebih mampat
2.
Scrubber gas
3.
Glycol tower absorber , untuk mengeringkan gas
4. Pig loucher dan pig receiver 5.
Pipa-pipa, flowline, Pipa-pipa, flowline, orifice meter, valve-valve
6.
Generator engine
7.
Sum tank
8. Flare 9.
Control room
10. Pompa 11. Panel safety Panel safety system 12. Unit pengangkut barang 13. Unit pemadam kebakaran
148
Untuk suatu lapangan produksi lepas pantai yang sudah dilengkapi central processing area (CPA), area (CPA), maka anjungan proses dan anjungan kompresor tidaklah diperlukan lagi.
6.3.6. Fasilitas Penampungan di Lepas Pantai
Fasilitas penampungan migas untuk lapangan produksi di lepas pantai dapat dilakukan dengan dua cara yaitu : 1. Menampung hasil produksi migas lepas pantai tersebut pada suatu terminal penampungan di darat. 2. Menampung hasil produksi migas lepas pantai tersebut pada fasilitas penampungan di laut, seperti tanker, storage vessel , dan storage tank terapung atau pada tanki-tanki yang dipasang di kaki-kaki anjungan produksi.
6.3.7. Termi Termi nal nal Lo L oadi ng A r ea (TLA)
Merupakan suatu unit penampungan minyak yang terdiri dari beberapa tanki pengumpul ( storage storage tank ), ), dan dilengkapi juga dengan fasilitas pengapalan seperti loading pump, matering system, manifold dan dan lain-lain. Seperti halnya terminal yang menampung produksi minyak dari lapangan darat, untuk terminal loading area area yang menampung minyak dari lapangan minyak lepas pantai ini dilengkapi dengan beberapa peralatan utama, antara lain: 1.
Storage tank
2. Pig laucher dan pig receiver 3. Booster meter 4. Loading pump 5. Manifold 6.
Surge tank
149
7.
Sum tank
8. Drainage sum tank 9.
Tank water knock out tank
10. Control room 11. Unit pemadam kebakaran 12. Pipeline, sealine dan sealine dan matering system 13. Single bouy mooring (SBM) system (SBM) system di di laut
6.3.8. Pengapalan Pengapalan (loading )
Yang dimaksud dengan pengapalan (loading (loading ), ), adalah pengapalan minyak dari storage tank dengan pipa dasar laut ke tanker. Minyak dari storage tank dialirkan ke manifold , pembukaan valve disesuaikan valve disesuaikan dengan minyak yang akan di loading dari tanki yang dikehendaki. Selanjutnya minyak dipompa oleh booster pump pump dan jika diperlukan minyak tersebut dipanaskan terlebih dahulu supaya jangan membeku dengan heater atau cara lain. Kemudian dialirkan ke matering system terus system terus ke loading pump, pump, manifold, sealine, sealine, single single bouy mooring (SBM) system (SBM) system,, masuk kedalam tanker.
6.3. PEMBAHASAN
Pada dasarnya proses produksi minyak di lepas pantai sama dengan di darat tetapi lebih kompleks karena peralatannya disesuaikan dengan pengaruh ombak, angin, arus laut serta kondisi di dasar laut. Peralatan yang mutlak diperlukan adalah platform adalah platform yang yang berguna untuk meletakkan peralatan produksi lainnya. Ditinjau dari sistem, anjungan lepas pantai dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu : 1. Sistem Produksi Conventional Dimana semua peralatan produksi diletakkan di anjungan di atas permukaan laut atau dek anjungan.
150
2. Sistem Produksi Bawah Permukaan (Subsea Production System) Dimana peralatan-peralatan produksi khususnya Wellhead, X -mastree, manifold, header dan storage dan storage diletakkan diletakkan di dasar laut, dimana system dimana system control operasi dilakukan secara otomatis dengan menggunakan remote control , sedangkan pemisahan fluida tetap di satellite di satellite platform.
6.4. KESIMPULAN
1. Pemboran di lepas pantai pada prinsipnya sama seperti pemboran di darat tetapi lebih kompleks karena dipengaruhi oleh adanya ombak, arus laut dan angin. 2. Peralatan mutlak yang diperlukan adalah platform platform produksi untuk meletakkan peralatan produksi. 3. Untuk mendapatkan hasil produksi, kondisi lepas pantai harus dapat ditanggulangi. 4. Ada beberapa tipe anjungan produksi yang umum digunakan berdasarkan tipe anjungannya, antara lain : a. Template platform b. Concrete grafity platform c. Guyed towet platform d. Tension leg platform e. Drill trough platform
BAB VII
PERALATAN PRODUKSI GEOTHERMAL 7.1
TUJUAN
1. Untuk mengetahui dan mempelajari berbagai peralatan dan produksi pada perlatan produksi geothermal. 2. Untuk memahami fungsi fungsi peralatan dan produksi pada komplesi sumur.
7.2 DASAR TEORI
Geothermal merupakan merupakan energi alternatif baru sebagai pembangkit tenaga listrik dengan prinsip mengubah mekanis penggerak turbin, menjadi energi listrik hasil putaran turbin penggerak generator . Adapun peralatan khusus untuk produksi geothermal produksi geothermal yang yang digunakan untuk mengubah energi panas dari uap panas bumi menjadi energi listrik (watt (watt ) adalah sebagai berikut :
7.2.1. Ori Or i fice fi ce F low low M eter
Orifice Orifice adalah plat berlubang yang disisipkan pada laluan aliran fluida yang diukur, juga merupakan alat primer yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan antara aliran pada up-stream dan down stream dari orifice itu sendiri. Orifice Orifice merupakan salah satu alat ukur yang digunakan di lapangan geothermal dan umumnya orifice diletakkan orifice diletakkan sebelum separator. Prinsip kerja orifice meter adalah meter adalah :
Fluida yang diukur alirannya dialirkan melalui plat melalui plat orifice
Perbedaan atau selisih tekanan fluida yang melalui orifice, orifice, antara upstream dan upstream dan down stream.
151
152
Suhu dan tekanan fluida pada pada upstream upstream juga dicatat untuk mengetahui densitasnya Adapun perangkat alat ukur orifice flow meter terdiri terdiri dari :
Plat orifice dengan orifice dengan diameter tertentu Sepasang lubang/titik, sebuah di upstream upstream dan sebuah lagi di downstream aliran downstream aliran
Manometer dan dan thermometer
7.2.1.1. Plat Plat Orifi Ori fice ce
Plat orifice merupakan orifice merupakan bagian dari alat orifice meter orifice meter yang berfungsi mengalirkan fluida yang akan diukur harga mass flow-nya. flow-nya. Plat orifice hanya dapat dipakai untuk menentukan aliran fluida di dalam pipa berdiameter tidak kurang dari satu inchi. Plat orifice orifice ada 3 ( tiga ) jenis sesuai dengan fungsinya, yaitu : 1. Square Edge, Edge, untuk menakar aliran uap atau air 2. Conical Entrance, Entrance, untuk mengukur fluida kental ( minyak ) 3. Quarter circle, circle, juga untuk mengukur fluida kental
7.2.1.2. Lubang Tekanan
Lubang tekanan atau titik tekanan sering disebut juga dengan Pressure Tapping (PT), letaknya tidak sembarang. Lubang pengambilan beda tekanan biasanya ditempatkan dalam bidang horisontal dari garis disambung dengan condensing terjadi terjadi pada alat ukur sekunder. Dikenal 3 ( tiga ) posisi pressure posisi pressure tapping , yaitu : 1. Corner Tapping , jenis ini akan menghasilkan perbedaan tekanan yang terkecil dari ketiga jenis ini 2. Dinamo dan D/2 Tapping , jenis ini menghasilkan perbedaan tekanan yang besar
153
3. Flange Tapping , jenis ini menghasilkan perbedaan tekanan diantara kedua jenis tapping pressure di pressure di atas
7.2.1.3. Manometer dan Thermometer
Manometer diperlukan untuk mengetahui tekanan fluida pada up stream dalam stream dalam menentukan densitas fluida tersebut. Metode yang diperlukan dalam mengukur dan menunjukkan besaran tekanan adalah tekanan atau gaya per satuan luas bidang, terlebih dahulu diubah ke dalam bentuk gerakan mekanik, kemudian gerak ini dikalibrasikan ke dalam skala angka. Manometer ini diletakkan setelah separator (pada liquid dominated reservoir), sebelum orifice meter. Disamping itu diperlukan pula sebuah manometer Hg (air raksa) untuk mengetahui selisih tekanan fluida diantara dua sisi plat sisi plat orifice. orifice. Temperature Temperature pada pressure tapping up-stream perlu diketahui dalam kaitannya untuk mengetahui densitas dan untuk koreksi plat orifice dan diameter pipa karena adanya ekspansi panas. Prinsip pengukuran dari thermometer ada 2 (dua), yaitu dengan metode pemuaian dan metode elektris. Dalam metode pemuaian yang diukur menghasilkan pemuaian. Pemuaian dirubah ke dalam bentuk-bentuk gerak mekanik, kemudian dikalibrasikan ke dalam angka-angka skala yang menunjukkan nilai panas yang diukur. Dari kedua metode tersebut, yang umumnya digunakan di lapangan geothermal adalah metode pemuaian, tetapi thermometer tidak dipasang tepat pada up-stream pressure tapping, karena dapat mengganggu sifat aliran fluida yang masuk atau melalui orifice, orifice, oleh karena itu thermometer harus ditempatkan di up-stream up-stream pada jarak minimal 25 kali diameter pipa dari plat dari plat orifice. orifice.
154
7.2.1.4. Cone atau Kerucut
Cone Cone atau kerucut merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengukur besar aliran dari uap kering (dry (dry steam) steam) dengan menyemburkan uap tersebut pada sonic velocity velocity ke atmosfer melalui sebuah cone cone atau kerucut yang dimensi sebagian telah ditentukan ukurannya. Metode pengukuran dengan den gan kerucut kurang akurat, tetapi tekanan minimum 2,0 atau sudah cukup baik untuk perhitungan kasar. Cone Cone terletak setelah separator (pada liquid dominated reservoir ). ). Walaupun diameter pipa up stream stream dan panjang kerucut sudah ditentukan untuk cone tapper (P) (P) yang diinginkan. Cara lain untuk mengukur besar aliran fluida untuk uap kering dapat dilakukan dengan sharp-edge dengan sharp-edge orifice meter , dengan panjang pipa up stream yang lurus sekurang-kurangnya 25 kali diameter pipa dan pipa dari down stream stream minimum 10 kali diameter dalam pipa tersebut, agar tidak terjadi turbulensi.
7.2.1.5. Sep Separato rator
Dalam produksi minyak dan gas, separator juga digunakan, hanya separator yang digunakan di geothermal di geothermal berfungsi berfungsi memisahkan uap dari air panas, fluida yang terpisahkan ini diukur dengan menggunakan orifice. orifice. Separator yang paling efisien untuk produksi geothermal adalah cyclone separator . Cyclone separator menggunakan
gaya
sentrifugal
untuk
memisahkan air dari uapnya. Gaya sentrifugal menyebabkan air menempel pada dinding dan karena gaya beratnya akan bergerak ke bawah secara spiral dan keluar dari separator melalui pipa tangensial. Sedangkan uap secara radial masuk ke dalam pipa yang berada di tengah-tengah separator dan mengalir keluar. Pada suatu lapangan geothermal yang bertekanan cukup tinggi, bisa dibuat rangkaian separator bertingkat dua atau bahkan bertingkat tiga.
155
7.2.1.6. Silince Si lincer r
Sesuai dengan namanya, silincer adalah alat untuk meredam suara disamping itu juga berfungsi sebagai pemisah antara uap dan air yang akan dibuang. Air perlu dipisahkan dari uap , karena akan mengendap seperti hujan gerimis dan bila air tersebut mengandung unsur kimia tertentu dapat mematikan tumbuhan di sekitarnya. Pemisahan air dari uap juga dipakai cara pemisahan cyclone. cyclone. Silincer terletak setelah orifice flow meter . 7.2.1.7. Wei Wei r B ox
Besar volume air yang mengalir pada tekanan atmosfer dapat pula ditentukan dengan suatu peralatan yang disebut weir box, box, yang biasanya dipakai untuk menghitung volume air yang keluar dari silincer . Weir box terdiri dari plat dari plat weir dan dan saluran air. 7.2.1.7.1 P lat Weir
Suatu plat Suatu plat weir harus harus memenuhi syarat-syarat syarat-syarat sebagai berikut :
Sudut yang terbentuk dari puncak plat ke bawah pada bagian outside harus 45 derajat dan lebar horisontal pada puncak plat 2 mm
Bidang bagian dalam plat harus benar-benar datar dan halus, terutama pada daerah sampai 100 mm dari puncak atau bibir plat
Berdiri tegak lurus terhadap arah aliran
Menurut bentuknya, plat bentuknya, plat weir dibedakan dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :
Right angle triangular weir ( ( V-notch ) V-notch )
Rectangular weir
Full-width weir
7.2.1.7.2. Saluran Air
Saluran air terdiri dari tiga bagian, yaitu : 1. Driving section (pengarah section (pengarah aliran) 2. Flow straightening section (pelurus section (pelurus aliran) 3. Straightened flow section (aliran section (aliran yang lurus)
156
Panjang setiap bagian saluran telah ditentukan. Bila saluran tidak memiliki flow straightening section, section, maka panjang straightened flow section minimal section minimal harus 10 kali lebar saluran. Tinggi permukaan air yang meluap pada plat weir diukur dengan tabung ukur yang saling berhubungan dengan weir box box pada bagian straightened flow section, section, pada jarak minimum 3 h (h = tinggi luapan maksimal) dan maksimal b ( b = lebar weir box ) box ) dari plat weir, minimal 50 mm di bawah titik terendah pelimpah dan minimal 50 mm di atas dasar saluran ( dasar weir box ) box ) dan diameter dalam lubang penghubung antara weir box dan box dan tabung ukur antara 10- 30 mm.
7.2.1.8. Peralatan Lainnya
Peralatan
ini
merupakan
peralatan
penunjang
dalam
produksi
geothermal dan peralatan yang berfungsi untuk memanfaatkan uap, yaitu : 1. Menara pendingin (water (water cooler ) 2. Turbin dan generator dan generator 3. Kondensor Peralatan-peralatan tersebut merupakan bagian dari power dari power plant .
7.3. PEMBAHASAN
Geothermal merupakan
sumber
energi
alternative alternative baru
sebagai
pembangkit tenaga listrik denan mengubah gerakan mekanis turbin menjadi energi listrik. Adapun peralatan khusus yang digunakan didalam geothermal antra lain orifice flow meter , cone, separator, dan weir box. Separator dalam geothermal berfungsi untuk memisahkan uap dan air panas fluida yang telah terpisahkan diukur dengan menggunakan orifice. orifice. Didalam geothermal Didalam geothermal separator yang yang digunakan adalah cyclone separator yang yang menggunaka prinsip centrifugal dalam memisahkan uap menjadi air dan uap kering
157
Silincer berfungsi sebagai peredam suara dan pemisah antara air dari uapnya
dimana air akan dibuang atau diinjeksikan lagi volume air yang
terdapat pada uap diketahui pula dari silencer dari silencer . Peralatan pada lapangan geothermal lapangan geothermal sangat berbahaya dan rawan dilihat dari segi korosifnya maupun gas beracun bila terjadi kebocoran oleh karena itu pemilihan material harus diperhitungkan secara tepat.
7.4. KESIMPULAN
1. Peralatan pada geothermal didasarkan pada suhu, tekanan, dan fasa fluida reservoir. 2. Peralatan Pada Lapangan Geothermal sangat rawan terhadap gas beracun bila terjadi kebocoran. 3. Syarat adanya geothermal adanya geothermal : :
adanya sumber panas
Adanya Fluida (uap &air)
Adanya Trap
Serta adanya fracture adanya fracture (rekahan) (rekahan)
4. Cyclone Separator yang digunakan pada lapangan geothermal yang menggunakan prinsip sentrifugal dalam memisahkan fluidanya dalam hal ini uap menjadi uap kering dan air. 5. Fracture Fracture dalam lapangan migas kurang menguntungkankan karena dapat mnyebabkan lost circulation sedangkan circulation sedangkan pada lapangan panas bumi fracture bumi fracture adalah sangat potensial mengingat dari sanalah steam sanalah steam akan akan mengalir.
BAB VIII PEMBAHASAN UMUM Well completion (komplesi completion (komplesi sumur) adalah suatu tahap penyelesaian sumur yang meliputi : -
Tahap pemasangan dan penyemenan casing produksi
-
Tahap penimbaan
Well completion terdiri completion terdiri atas tiga macam, yaitu : 1. Formation Completion 2. Tubing Completion 3. Well – head head Completion Tahap operasi produksi dimulai apabila sumur telah selesai dikomplesi. Beberapa faktor yang mendasari tercapainya produksi maksimal adalah cadangan, ulah aliran fluida, interaksi kelakuan formasi dengan kondisi di permukaan. Aktifitas well completion sendiri dimulai saat pahat menyentuh lapisan produktif dan diakhiri saat minyak / gas mengalir di permukaan. Apabila tenaga pendorong minyak untuk mengalir ke permukaan masih cukup (mampu mengalir ke permukaan karena adanya perbedaan tekanan antara dasar sumur dan reservoir) maka produksi sumur dilakukan dengan sembur alam, tetapi apabila tenaganya tidak cukup lagi, maka dilakukan dengan cara artificial lift yaitu pengangkatan fluida sumur dengan mengintroduksi tenaga tambahan tambah an ke dalam sumur diantaranya dengan gas yang disebut dengan gas dengan gas lift . Setelah minyak diproduksikan (minyak mengalir di permukaan) perlu tempat penampungan sementara untuk diproses lebih lanjut, maka dengan sistem gathering dan block station yaitu merupakan jaringan alat transportasi ( flow flow line, manifold dan dan header ), ), fasilitas peralatan pemisah ( separator, oil skimmer dan gas dan gas dehydrator deh ydrator ) dan fasilitas peralatan penampung.
158
159
Pada dasarnya proses produksi minyak di lepas pantai sama dengan di darat tetapi lebih kompleks karena peralatannya disesuaikan dengan pengaruh ombak, angin, arus laut serta kondisi di dasar laut. Peralatan yang mutlak diperlukan adalah platform yang berguna untuk meletakkan peralatan produksi lainnya. Minyak sampai saat ini merupakan energi utama untuk berbagai aktifitas hidup, tetapi keberadaannya tidak dapat diperbaharui maka dikembangkan untuk mencari sumber energi yang lain. Energi panas bumi geothermal bumi geothermal merupakan merupakan energi alternatif pengganti energi minyak dan gas bumi. Industri yang memanfaatkan energi panas bumi antara lain adalah Pusat Tenaga Listrik Panas Bumi, dimana prinsipnya adalah mengubah energi mekanik turbin menjadi energi listrik hasil putaran turbin penggerak generator. Pada prinsipnya peralatan sama dengan untuk produksi minyak tetapi peralatan geothermal harus disesuaikan dengan kondisi reservoir panas bumi yang selain tekanan besar juga temperatur yang tinggi serta batuan yang ditembus lebih keras.
BAB IX KESIMPULAN UMUM 1.
Beberapa faktor yang mendasari dan mempengaruhi kondisi optimum produksi sumur adalah cadangan, ulah aliran atau karakteristik aliran fluida untuk dapat diproduksikan dan hubungan antara kelakuan formasi produksi dengan kondisi parameter produksi di permukaan.
2.
Well Completion Completion adalah suatu tahap penyelesaian sumur setelah sumur selesai dibor (menyentuh lapisan produktif), tetapi sumur belum diproduksikan.
3.
Aktivitas Well Completion dimulai Completion dimulai saat bor menyentuh lapisan produktif sampai minyak /gas mengalir ke permukaan, yaitu tahap pemasangan dan penyemenan casing, tahap perforasi serta tahap penimbaan sumur.
4.
Metode Sembur Alam ( Natural Natural Flow) Flow) merupakan suatu metode pengangkatan fluida hidrokarbon ke permukaan dengan mengandalkan kemampuan tekanan formasi. Faktor yang mempengaruhi besarnya produksi sumur sembur alam di antaranya adalah tekanan formasi dari dasar sumur, kedalaman sumur, ukuran tubing serta choke. choke.
5. Artificial Lift adalah metode pengangkatan fluida sumur dengan cara mengintroduksi tenaga tambahan ke dalam sumur (bukan reservoir). Sucker rod merupakan batang penghubung antar plunger dengan peralatan di permukaan, yang fungsi utamanya untuk melanjutkan gerak lurus naik turun dari horse head ke plunger. ke plunger. 6.
Berdasarkan Sistem Gathering dan Block dan Block Station, S tation, peralatan peralatan produksi merupakan jaringan alat transportasi, fasilitas peralatan pemisah fluida produksi dan fasilitas peralatan penampung fluida hasil pemisahan.
7.
Anjungan produksi lepas pantai, ditinjau dari kegunaannya dapat dibagi sebagai tempat produksi, tempat pemisahan fluida produksi, tempat penimbunan, tempat tinggal pekerja atau gabungannya. 160
DAFTAR PUSTAKA
1. Aliiquander, “Das Moderne Rotarybohren”, VEB Deutscher Verlag Fueg Grunstoffindustrie, Clausthal-Zellerfeld, Germany, 1986. 2. Barker, R., “A Primer of Oil Well Drilling, Fourth Edition”, Edition”, Petroleum Extensio Service, The University of Texas, Austin, Texas, 1972. 3. Bourgoyne A.T. et.al.,“Applied Drilling Engineering”, First Printing Society of Petroleum Engineers, Richardson TX, 1986. 4. Buku Petunjuk Praktikum Peralatan Bor dan Produksi, Laboratorium Peragaan Peralatan Bor dan Produksi, Jurusan Teknik Perminyakan, Universitas Proklamasi 45, Yogyakarta, 2017. 5. Clark, W.L.,”Surface Motion Compensation”, The Technology of Offshore Seminars Inc., The Petroleum Publishing Company, Tulsa-Oklahoma, 1976. 6. Galtin C., “ Drilling an Well Completion Operation”, Operation”, Prentice Hall, Inc. Enhelwood Cliffts, N.J., 1960. 7. Harris, L.M., “ Deep Water Floating Drilling Operation”, Operation”, The Petroleum Publishing Company, Tulsa, Oklahoma, 1976. 8. Moore, P.L.,”Drilling Practice Manual, Second Edition”, Pen Well Publishing Company, Tulsa-Oklahoma, 1986. 9. Nelson E.B.,”Well Cementing, Schlumberger Educational Series”, Houston-Texas, Houston-Texas, 1990.
161
LAMPIRAN
