Teori Dasar Perencanaan Casing



BAB III  TEORI DASAR 

Pere Perenca ncanaa naan n casing casing dalam dalam suat suatu u operas operasii pembor pemboran an merup merupaka akan n suatu suatu  penggambaran bagaimana bentuk sumur tersebut dan merupakan hal yang sangat  penting karena dengan konstruksi lubang yang baik, maka sumur tersebut akan dapat dimaksimalkan dalam produksinya dan diminimalkan problemnya termasuk  untuk suatu keperluan tahap selanjutnya yaitu workover dan EOR. Perencanaan casing secara umum dipengaruhi oleh 5 faktor, yaitu yaitu  !. "ekan kanan Pori Pori #. "ekana kanan n Rek Rekah ah $. %umpur &. 'emen 5. (asi (asing ng 'et 'etti ting ng )ep )epth th )ari *elima faktor tersebut tekanan pori merupakan faktor yang secara langsung langsung mempenga mempengaruhi ruhi casing casing design design dan juga mempenga mempengaruhi ruhi faktor faktor lainya lainya seperti terlihat pada +ambar $.!

Gambar 3.1. Pengaruh Tekanan Pori Terhadap Perencanaan Caing (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

6

3.1.

Tekanan

"ekanan adalah salah satu parameter yang mempengaruhi dari perencanaan casing pada suatu sumur. "ekanan tersebut diantaranya adalah  3.1.1. Te Tekanan kanan Pori Pori !ormai

"ekanan pori formasi -P p adalah aktivitas tekanan yang memperlihatkan fluida -air, minyak, gas dalam pori suatu matrik batuan. "ekanan pori formasi normal dalam setiap satuan geologi akan sama dengan tekanan hidrostatik hidrostatik air dari  permukaan sampai bawah permukaan. per mukaan. /esar /esar gradi gradient ent teka tekanan nan hidro hidrosta stati tik k sama sama dengan dengan 0,&15 0,&15 psi2ft psi2ft.. 'eti 'etiap ap gradient tekanan formasi diatas gradient ini disebut dengan tekanan abnormal -abnormal -abnormal pressure. Perkiraan tekanan pori formasi ini dibagi menjadi # ditinjau dari pelaksanaannya yaitu sebelum pemboran dan ketika pemboran. a. Sebe Sebe"u "um m Pem Pembo bora ran n

Perki erkira rana nan n

teka tekana nan n

form formas asii

sebe sebelu lum m

pem pembora boran n

adal adalah ah

deng dengan an

mengg mengguna unakan kan data data korel korelasi asi dari dari sumu sumurr yang yang telah telah ada atau atau untuk untuk pemb pembor oran an eksplorasi yaitu menggunakan data 'eismic. b. #e #e$i $ika ka Pem Pembo bora ran n

•  Metode Penetrasion Penetrasion Rate

Pertam Pertambaha bahan n laju penembusan penembusan sum sumur ur adalah adalah salah salah satu metode untuk  untuk  mengetahui mengetahui perubahan tekanan pada pori batuan. 'ecara normal laju penembusan penembusan akan akan berkur berkurang ang dengan dengan berta bertamb mbahn ahnya ya kedal kedalam aman an sum sumur ur.. Penur Penuruna unan n laju laju  penembusan ini disebabkan oleh kenaikan tingkat kekerasan -hardness dan densitas dari batuan. Peru Peruba baha han n laju laju pene penem mbusa busan n sumu sumurr keti ketika ka mene menem mbus bus 3ona 3ona yang yang  bertekanan tinggi -abnormal pressure disebabkan karena formasi tersebut mengandung lebih banyak fluida dan lebih lunak. Pertambahan tekanan formasi  juga akan mengurangi overbalance dari dasar sumur. 4al ini berarti batuan akan lebih mudah pecah ketika terkena bit. Pertambahan laju penembusan secara tiba tiba tiba bias biasan anya ya dise disebu butt deng dengan an “drilling dan laju laju pene penemb mbus usan an yang ang “drilling break” break”, dan  berkurang secara tibatiba disebut dengan “reverse *etika ka teka tekana nan n “reverse break” break”. *eti

!0

formasi formasi mulai mulai berubah berubah dari tekanan tekanan normal normal menjadi menjadi tekanan tekanan abnorma abnormall maka maka daerah tempat terjadinya perubahan itu disebut dengan “transition one” . *etika  pengeboran melewati transition 3one ini maka berat lumpur harus ditambah sedekat mungkin dengan tekanan formasi. •  Metode d- Exponent  Exponent 

7etode d8 E9ponent ini adalah suatu cara untuk melihat kondisi pemboran, walaupun besarnya putaran, laju penembusan dan berat pahat bor berubahubah  besarnya selama operasi pemboran berlangsung. Persamaan

dE9ponent

dapat digunakan untuk mendeteksi tekanan normal dan tekanan abnormal jika densi densita tass fluida fluida pemb pembora oran n kon konsta stan. n. )asar )asar dari dari persam persamaan aan ini ini adala adalah h rumus rumus Bingham tentang proses pemboran. Persamaannya sebagai berikut b

!#"   = a  :::::::::::::::::...:-$! 10 N   d  !   #

*eterangan  R

; %aju Penetrasi, ft 2jam

 <

; *ecepatan Putar, rpm

= ; /er /erat at /it, /it, !000 !000 lb d/ ; )iameter /it, inch  b

; E9ponent /erat /it, dimensionless

a

; *onst *onstan anta ta )ril )rilla labil bilit ity y >orma >ormasi si,, dimen dimensio sionle nless ss

%ordan dan Shir"e& memodifikasi persaman /ingham menjadi

  #   10 N   .............................................................-$#  !#"   log  !000db  log 

d $E%& '

dimana ?de%&8 menggantikan ?b8 pada persamaan /ingham. )alam Persamaan -$#, 'ei" % Adam memasukkan konstanta berskala dan memberikan memberikan harga pada konstanta drillability ?a8 Perubahan sifatsifat formasi dalam fungsi drillability ?de%& , divariasi dengan kedalaman dan strength batuan atau tipe batuan. @ariabel

!!

variabel pemboran dimanipulasi secara wajar sehingga ?d  E%&8 lebih banyak   bergantung pada diffentential pressure dari pada parameterparameter operasi. Rhem dan (c C"endon menyempurnakan persamaan tersebut dengan

melihat bahwa, kenaikan berat lumpur akan menutupi perbedaan tekanan formasi normal dan aktual. 7ereka mengajukan suatu perbandingan dalam Persamaan -$$. Antuk menghitung pengaruh peningkatan berat lumpur sebagai berikut d  mod

= -d  −  E%&

 ρ n  ρ e

::::::............................::::-$$

*eterangan  d mod  ; dE9ponent "erkoreksi. Bn

; )ensitas %umpur ormasi
Be

; )ensitas %umpur
lalu tekanan formasi dihitung dengan Persamaan -$& sebagai berikut   )*   =

( ρ n )( d  −  E%&) d  mod

− 0.$ .................................................................-$&

*eterangan  Pf

; "ekanan >ormasi, lb2gall

(ontoh  Pada pemboran kedalaman #000 ft drill rate -R !05 ft2hr, bit weght -= 15000 lb, rotary speed -< !#0 rpm, 7= 6.# lb2gall, bit si3e !D.5 in. 7odified dE9ponen plot pada coordinat cartesian ditunjukkan pada +ambar $.#. dE9p dihitung dengan Persamaan -$# adalah !.$56, d mod dihitung dengan Persamaan -$$ adalah !.$#6, lalu dihitung tekanan formasi dengan Persamaan -$& adalah .6 lb2gall, sehingga didapatkan tekanan formasi pada kedalaman #000 ft sebesar  6#5.1 psi.

!#

Gambar 3.). (odi*ied d+ekponen P"o$ ,i$h Car$eian Coordina$e (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

•  Metode Flow LineTemperature

nomali temperatur telah dikemukakan oleh beberapa penulis sebagai sarana yang effektif untuk pendeteksi tekanan abnormal. -i"on dan  buh  telah mengemukakan penerapannya. =alaupun sulit untuk dimonitor, anomali ini dapat digunakan untuk pendeteksi lapisan transisi ke lapisan tekanan tinggi. nomali temperatur di 3one tekanan abnormal tergantung pada fluida yang mengisi pori. *arena radiasi panas dari bumi menyebar secara konstan maka  perubahan konduktivitas termal pada batuan menyebabkan terjadinya anomali ini. *arena air sebagaimana clay menyerap panas ± 10 F maka 3ona dengan

!$

kandungan air yang tinggi akan bertindak sebagai tahanan terhadap aliran panas, sehingga suhu yang lebih tinggi dari suhu normal adalah 3ona berporositas tinggi, yang diidentifikasikan sebagai 3ona bertekanan tinggi. Penggunaan yang tepat dari data flowline temperatur sebagai semikuantitatif pressure indikator  ditunjukkan oleh !er$" seperti pada +ambar $.$ di bawah ini.

Gambar 3.3. Percobaan #uan$i$a$i* Ea"uai Tekanan (enggunakan Da$a !"o, /ine Tempera$ur (+. -ilingarian and . erab/tr, ”Drilling and drilling *l/ids”,1981)

"emperatur flowline biasanya dipakai sebagai ukuran temperatur formasi. 'ebuah alat diletakkan pada mud flowline, dan temperatur sirkulasi dicatat. 4asil  pencatatannya

digunakan

untuk

menghitung

gradient

temperatur

dengan

menggunakan Persamaan -$5.

+ ' 100 ( 2$ 1 )3 D2$D1:::::::::::::::..:-$5

!&

*eterangan  )

; *edalaman, ft.

"

; "emperatur >lowline, °>

+

; +radient +eothermal, °>2!00 ft.

GG!

; 'ubkrip untuk /agian )angkal.

GG#

; 'ubkrip untuk /agian yang %ebih )alam.

•  Metode Shale Density

@ariasi ukuran, bentuk dan volume fragment shale dalam fluida pemboran  juga dapat memberikan tanda tekanan formasi abnormal. Hika tekanan formasi menjadi lebih besar dari tekanan fluida pemboran saat membor shale yang  permeabilitasnya rendah, fragmen shale besar berada di pinggir lubang bor. )ensitas bulk cutting shale biasanya diukur dengan  mercury pump, mud  balance atau variable density liCuid colum. Prosedur yang digunakan untuk  menyiapkan sample adalah sama untuk semua metode. *irakira seperempat cutting diperoleh dari fluida pemboran. (utting kemudian di tempatkan pada screens dan terus dicuci dengan air atau minyak diesel tergantung air atau minyak  yang digunakan sebagai bahan dasar fluida pemboran. )ensitas shale yang bergantung dari parameter porositas sering diplot dengan kedalaman untuk memperkirakan tekanan formasi. *etika densitas bulk  dari cutting bersih dari shale berarti garis tekanan normal untuk shale adalah menunjukkan tekanan abnormal. 4ubungan antara tekanan pori formasi dan densitas bulk dari cutting shale ditunjukkan pada +ambar $.&.

!5

Gambar 3.0. ubungan An$ara Tekanan Pori !ormai dengan Deni$a Bu"k Cu$$ing Sha"e (Adam . !o/rgo4ne.et.al “A&&lied Drilling Engineering”,198)

7odel matematik trend kompaksi normal untuk densitas bulk dari shale cutting dapat dituliskan dengan persamaan   6 sn ' 6 g 7 (6 g  7 6 *l  ) φ  e $D ::::::::::......:::-$1

*eterangan  Bshn

; )ensitas 'hale untuk "ekanan
Bg

; )ensitas +rain -#,15.

Bfl

; )ensitas >luida Pori, -g2cm$

φ,* 

; *onstanta, /erdasarkan pada 'hale(utting /ulk )ensity pada "ekanan >ormasi
3.1.1.1. Tekanan 'orma"

"ekanan formasi normal sama dengan tekanan kolom cairan yang ada dalam dasar formasi sampai ke permukaan. /ila isi dari kolom yang terisi berbeda cairannya, maka besarnya tekanan hidrostatiknya pun berbeda, untuk kolom air 

!1

tawar diberikan gradien tekanan sebesar 0.&$$ psi2ft dan untuk kolom air asin gradien hidrostatiknya sebesar 0.&15 psi2ft.. Pada +ambar $.5 menunjukkan contoh plot trend line tekanan normal dengan metode dE9ponent.

Gambar 3.2. Con$oh P"o$ Tekanan 'orma"  #eda"aman (Adam . !o/rgo4ne.et.al “A&&lied Drilling Engineering”,198)

3.1.1.). Tekanan Subnorma"

dalah formasiformasi yang mempunyai tekanan pori lebih kecil dari kondisi normal -gradient tekanan 0,&15 psi2ft. sal mula terjadinya tekanan formasi subnormal dapat diringkas sebagai berikut a. Therma" E4panion.

)isebabkan karena batuan sedimen dan fluida dalam pori dipengaruhi oleh adanya temperatur. Hika fluida mengalami pengembangan maka densitas akan  berkurang dan tekanan juga akan berkurang.

!D

b. !orma$ion !orehor$ening 5pengkeru$an *ormai6.

'elama proses kompresi akan ada beberapa lapisan yang melengkung. Perlapisan teratas melengkung keatas dan perlapuisan terbawah akan melengkung kebawah sedangkan perlapisan tengah mengembang sehingga dapat menghasilkan 3ona tekanan subnormal. Pada kondisi ini juga dapat menyebabkan terjadinya overpressure pada lapisan teratas dan terbawah. c. Po$en$iome$ric ur*ace

7ekanisme ini menunjukan relief struktur suatu formasi yang dapat menghasilkan baik 3ona bertekanan subnormal maupun 3ona overpressure. Potentiometric surface didefinisikan sebagai ketinggian dimana air yang terperangkap akan muncul dalam sumursumur yang dibor pada akuifer yang sama. Potentiometric surface dapat mencapai ribuan feet dibawah atau diatas ground level. 3.1.1.3. Tekanan abnorma"

"ekanan

formasi

abnormal

didefinisikan

sebagai

tekanan

yang

menyimpang dari gradient tekanan normal. Penyimpangn ini dapat lebih kecil dari 0,&15 psi2ft -subnormal pressure atau lebih besar dari 0,&15 psi2ft -over pressure. Pada umumnya tekanan subnormal tidak banyak menimbulkan problem pemboran  jika dibandingkan dengan over pressure. "ekanan abnormal -subnormal pressure dan over pressure tersebut  berasosiasi dengan adanya penyekat -sealing tersebut dan akan menggangu keseimbangan tekanan yang terjadi dalam urutan proses geologi. Penyekat ini terbentuk oleh adanya penghalang -barier permeabilitas sebagai hasil dari proses fisika maupun kimia. Penyekat fisik dihasilkan dari patahan selama proses  pengendapan atau pengendapan butirbutir material yang lebih halus. (hemical seal -penyekat kimia berasal dari calsium carbonate yang terendapkan sehingga terjadi pembatas permeabilitas. (ontoh lain adalah diagenesa kimia selama proses kompaksi dari material organik. /aik proses fisik maupun kimia dapat terjadi secara bersamaan membentuk seal -penyekat seperti proses penguapan gypsum.

!

"ekanan formasi normal sama dengan tekanan hidrostatik fluida formasi mulamula. Amumnya fluida berubah dari air tawar dengan densitas ,$$ ppg -0,&$$ psi2ft ke air asin dengan densitas 6,0 ppg -0,&15 psi2ft. "anpa memperhatikan densitas fluida, tekanan formasi normal dapat diterangkan sebagai suatu sistem hidrolik yang terbuka dimana dengan mudah tekananya saling berhubungan seluruhnya. Pada formasi abnormal tidak  mempunyai hubungan tekanan yang bebas. /ila hal ini terjadi maka tekanan tinggi akan mengalir dengan cepat dan tidak teratur yang kemudian baru akan kembali normal setelah terjadi keseimbangan disekitarnya. )engan demikian maka terjadinya tekanan abnormal memerlukan mekanisme tertentu yang dapat menjebak tekanan. danya mekanisme tersebut maka penyebab tekanan abnormal tergantung dari litologi, mineralogi, gayagaya tektonik dan kecepatan sedimentasi. 3.1.). Tekanan idro$a$ik 

"ekanan hidrostatik adalah tekanan yang ditimbulkan oleh fluida yang mengisi suatu kolom terhadap kedalaman. Penerapan utama dari tekanan hidrostatik ini adalah untuk memperhitungkan besarnya densitas dari fluida  pemboran atau lumpur pemboran. /esarnya tekanan hidrostatik lumpur pemboran dihitung pada kedalaman terukur -measured depth. "ekanan hidrostatik lumpur   pemboran harusalah lebih besar dari pada tekanan pori formasi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut 

 ) .

= 0.05# ( m/d  9eig.t , lb 2  gall )( de&t.,   *t )  ............................-$Da

*eterangan  Ph

; "ekanan 4idrostatik, Psi

0.5#

; *onstan , psi2lb2gall

 ) .

= 0.00165 ( m/d  9eig.t , lb 2 :/*t ) ( de&t.,   *t )  ..........................-$Db

 ) .

= 6.! ( m/d  9eig.t ,  gr 2 :m$ ) ( de&t., m)

................................-$Dc

!6

3.1.3. Tekanan Oerburden

"ekanan overburden adalah besarnya tekanan yang diakibatkan oleh berat seluruh beban yang berada diatas suatu kedalaman tertentu tiap satuan luas.  )ob

=

berat  material   se dim en + berat  :airan l/as

........................-$

+radien tekanan overburden adalah menyatakan tekanan overburden tiap satuan kedalaman. +ob  =

*eterangan

 )ob  D

:::::::::::::::::::::.-$6



Pob

; "ekanan Overburden, psi

)

; *edalaman, ft

3.1.0. Tekanan Rekah

"ekanan rekah adalah tekanan hidrostatik formasi maksimum yang dapat ditahan tanpa menyebabkan terjadinya pecah formasi. /esarnya gradien tekanan rekah dipengaruhi oleh besarnya tekanan overburden, tekanan formasi dan kondisi  batuan. 7engetahui gradient tekanan rekah sangat berguna ketika meneliti kekuatan dasar casing, sedangkan bila gradient tekanan rekah tidak diketahui, maka akan mendapatkan kesukaran dalam pekerjaan penyemenan dan penyelubungan sumur  -casing. Pendeteksian tekanan rekah ini dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu melalui suatu teori dengan persamaan dan melalaui perhitungan di lapangan. 'ecara perhitungan dengan persamaan digunakan tiga metode yaitu metode ubber$ and  -i""i7 Ea$on7 dan  Chri$man7 sedangkan di lapangan dilakukan

dengan metode /eak+o** $e$. 3.1.0.1. Theore$ica" De$ermina$ion 3.1.0.1.1. ubber$ and -i""i ubber$ and  -i""i dalam papernya dengan judul ”Mechanism of   ydraulics Fracturin!”  menjelaskan suatu parameter yang berpengaruh pada

suatu rekahan pada formasi. /erdasarkan penelitianya gradient rekah suatu

#0

formasi merupakan fungsi dari tekanan overburden, tekanan formasi, dan hubungan antara gaya vertikal dan hori3ontal. 4ubungan tekanan ini berkisar  antara !2$ sampai I dari total tekanan overburden. ubber$ and -i""i memberikan suatu persamaan sbb   )   *    ; 

-min =

!  <   

 + $   ; 

# )  &

 ; 

     ............................................................-$!0  

tau  )   *    ; 

-ma9 =

)  !   ! + & #   #

     ................................................................-$!!  

*eterangan  Pf 

; >racture Pressure, Psi

J

; )epth, ft

'3

; Overburden at )epth, Psi

P p

; Pore Pressure, Psi

Hika tekanan overburden -'3 diasumsikan sebesar ! Psi2ft maka persamaan diatas menjadi  )   ; 

=

! $

  ! + # )      .................................................................-$!#    ;   

Prosedur perhitungan diatas dapat dipermudah dengan menggunakan suatu grafik yang ditawarkan oleh ubber$ and  -i""i seperti pada +ambar $.1. 'ebagai contoh tekanan rekah berat lumpur sebesar !# ppg dapat ditentukan tekanan formasinya antara !&.& ppg !5.D ppg.

#!

Gambar 3.8. Gra*ik Perhi$ungan Gradien Rekah o"eh ubber$ and -i""i (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

3.1.0.1.). (a$$he, and #e""& (a$$he, and  #e""& membuat suatu anggapan bahwa matrik batuan

 berhubungan dengan matri9 stress dan derajat kompaksinya. (a$$he, and #e""& mengembangkan suatu persamaan untuk menghitung gradient rekah pada batuan sedimen.  =  =

 )   D

+

 8i σ   D

..........................................................................-$!$

*eterangan  P

; "ekanan >ormasi pada *edalaman yang )iinginkan, Psi

) ; *edalaman yang )iinginkan, ft *i ; 7atrik 'tress pada *edalaman yang )iinginkan, Psi K

; 7atrik 'tress (oefficient untuk *edalaman yang
>

; +radient Rekah pada *edalaman yang )iinginkan, Psi2ft

##

*oeficent stress ditampilkan pada +ambar $.D dan ini tergantung dengan keadaan geologi suatu lapangan. (a$$he, and #e""& memberikan contoh pada daerah 'outh "e9as +ulf (oast dan %ouisiana +ulf (oast.

Gambar 3.9. (a$ri4 S$re Coe*icien$ dari (a$$he, and #e""& (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

3.1.0.1.3. Ea$on Ea$on menjabarkan konsep yang telah di kemukakan oleh (a$$heu and #e""& dengan menggunakan Poisson8s ratio dengan Persamaan sebagai berikut 

 =g  =

v !− v

- <  −  )  +  ) ..................................................................-$!&

*eterangan  >g

; >racture +radient , psi2ft

v

; Poison8s Ratio ( 0.>>$0.55 )

#$

'

; Overburden Pressure, psi2ft • •

P

1

&si3*t (D ? 10000 *t)

1 $ 1,2 &si3*t (D @ 10000 *t 

; >ormation Pressure +radient, psi2ft

Ea$on mengasumsikan

tekanan overburden dan poisson8s ratio dengan

fungsi kedalaman. Ea$on menggunakan perhitungan data rekah di lapangan -leak  off test dan data log yang diperlihatkan pada +ambar $..

Gambar 3.:. ariab"e Poion; Ra$io ,i$h Dep$h (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

#&

Gambar 3.<. ariab"e Oerburden S$re b& Ea$on (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

Poisson Poisson ratio ratio atau atau nisbah nisbah poisson poisson adalah adalah perbandi perbandingan ngan antara antara regangan regangan lateral terhadap regangan aksial. 7etode yang dapat digunakan untuk menentukan  perkiraan poisson ratio adalah  • 7etode pengujian laboratorium • 7etode sonic log

3.1. 3.1.0. 0.1. 1.0. 0. Chri Chri$ $ma man n

menawar warka kan n suatu suatu kon konse sep p dimana dimana pada pada kon konse sep p Lko Lkons nsep ep Chri$man mena sebelumnya perhitungan tekanan rekah menggunakan parameter yang terdiri dari tekanan matrik batuan dan tekanan pori. 4al tersebut kurang bisa diterapkan pada  pemboran lepas pantai, karena pada pemboran lepas pantai ada jarak antara rig flow line dengan mud line yang tidak terdapat matrik batuan. batuan. "ekanan "ekanan rekahnya rekahnya lebih kecil daripada tekanan rekah di darat jika dibandingkan dengan kedalaman yang sama. Hika kedalaman air bertambah, tekanan rekahnya akan berkurang. Chri$man menjumlahkan pengaruh dari kedalaman air dengan total gradient

tekanan overburden melalui persamaan sbb  +ob

=

!  D

( 0.&&  D 9 + ρ b  D M)  .....................................................-$!5

#5

*eterangan  +ob ; "ot "otal al +radien +radientt Overb Overburde urden, n, Psi )

; )ata *edalaman , ft

)w

; *eda *edala lam man ir, ir, ft

Bb )8

; )ensitas Rata Lrata /atuan, g2cc ; *edala alaman 7ud %ine, ne, ft

3.1.0.). 3.1.0.). !ie"d De$ermini$ De$ermini$ion ion

Pada perhitungan tekanan rekah di lapangan untuk lebih praktis digunakan  prosedur dengan penggunaan uji tekanan. Pengujian ini dikenal dengan istilah %eakOff "est "est atau Pressure Nntegrity N ntegrity "est. Prosedur %eakOff "est adalah sebagai berikut  !. /or /or casing casing shoe dan bor terus terus sampai sampai sekit sekitar ar !0 L#0 ft dibawa dibawah h casing casing shoe. #. "utup /OP. $. Pompaka Pompakan n lumpur lumpur secara secara bertahap bertahap dengan dengan kecepa kecepatan tan rendah rendah.. &. (atat (atat tekan tekanan an pad padaa pom pompa. pa. 5. Pomp Pompak akan an teru teruss samp sampai ai ada ada tand tandaa form formas asii mu mula laii reka rekah h yaitu aitu teka tekana nan n  pompanya menurun. 1. Pomp Pompaa dihe dihent ntik ikan an..

4asil %eakOff %eakOff "est "est biasanya biasanya di plot antara besarnya besarnya tekanan injeksi @s volume lumpur yang yang dipompakan seperti terlihat Pada +ambar +ambar $.!0.

#1

Gambar 3.1=. Con$oh ai" dari /eak+O** Te$ (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

3.). 3.).

Per Perencan ncanaa aan n /ump /umpur ur

%umpur pemboran merupakan faktor yang sangat penting dalam operasi  pemboran, karena laju penembusan, efisiensi, keselamatan kerja dan biaya  pemboran tergantung pada kondisi lumpur pemboran yang akan digunakan. digunaka n. Perencanaan lumpur pemboran ini merupakan salah satu tahap yang juga mempengaruhi mempengaruhi dari perencanaan casing design yaitu terhadap beban Lbeban yang nantinya akan mempengaruhi casing seperti beban collapse, burst, dan tension. 3.). 3.).1. 1. !ung !ungi i /um /umpu purr

'ecara umum fungsi lumpur pemboran adalah sebagai berikut  !. 7enga 7engangk ngkat at cutt cuttin ing g ke permu permukaa kaan n #. 7enahan 7enahan bera beratt sebagai sebagain n drillst drillstring ring dan dan casing casing $. 7emb 7emben entu tuk k wel welll cak cakee &. 7engi 7engimb mban angi gi teka tekanan nan dasar dasar sum sumur  ur  5. 'eba 'ebaga gaii medi mediaa logg loggin ing g 1. 7ence 7encegah gah terjad terjadiny inyaa cavin caving g D. 7emb 7embant antu u laju laju penem penembus busan an 3.). 3.).). ). #omp #ompo oi iii /ump /umpur ur

%umpur %um pur pembora pemboran n adalah adalah fluida fluida yang yang terdiri terdiri dari campura campuran n beberap beberapaa macam material yang dapat dikelompokkan menjadi & komponen, yaitu 

#D

1. !aa Cair

>asa cair akan memberikan sifat mengalir dan juga menjadi dasar dari lumpur pemboran karena mempunyai volume terbesar dibandingkan dengan 3at L  3at lainnya dalam lumpur. /ahan cair yang digunakan adalah berupa air tawar, air  asin, dan minyak. Pemakaiannya tergantung dari kondisi yang dibutuhkan. ). !aa Reak$i* So"id

>ase reaktif solid adalah adalah padatan yang bereaksi dengan bahan dasar  misal air dan membentuk koloid, dimana fase cair akan terserap dan menaikkan volume total lumpur yang terjadi. (ontoh dari padatan ini adalah bentonite dan attapulgit. 3. !aa Iner$ So"id

>ase inert solid adalah padatan yang tidak bereaksi dengan fasa cair atau kondisi sekitarnya, sehingga material ini dapat tersuspensi. Padatan ini sangat efektif untuk menambah berat jenis lumpur, tetapi kurang efektif untuk merubah sifat fisik lumpur lainya walaupun ada sedikit pengaruhnya. (ontoh dari padatan ini /arite -/a'O&, Nron O9ide ->eO$, (alcite -(a(O$, dan +alena -Pb'. 0. >a$ ?@a$ Addi$i* 

Jat L3at additive ini umumnya digunakan untuk mengontrol sifat Lsifat fisik lumpur pemboran, misalnya dalam pendispersian partikel Lpartikel clay didalam sistem lumpur atau flokulasi -penggumpalan. Jat L3at additif tersebut akan bereaksi dan mempengaruhi sistem suspensi lumpur. Jat L3at additive yang membantu kondisi lumpur terdispersi dengan baik adalah komponen thinner  -pengencer seperti lignusulfonat, lignite, sodium tannate, phospat dan lain Llain. 'edangkan 3at L3at additif yang dapat menurunkan water loss seperti (7(, 'trach dan lainya. Penggunaan additive ini sangat penting ketika pemboran menembus formasi Lformasi tertentu guna menghindari masalah Lmasalah yang mungkin timbul. 3.).3. Si*a$ !iik /umpur

'ifat fisik lumpur pemboran yang harus diperhatikan adalah  !. /erat Henis

#

#. @iskositas $. +el 'trength karena ketiga sifat tersebut selama operasi pemboran mengalami perubahan akibat kontak dengan formasi, maka harga dari sifat Lsifat tersebut perlu diperbaiki sesuai dengan yang diinginkan dengan penambahan additif. 3.).0. %eni /umpur

Penamaan %umpur pemboran yang diberikan oleh >aba and Doher$& -!6D0 merupakan klasifikasi berdasarkan fasa kontinyu fluidanya atau media dasarnya, yaitu  !. =ater /ase )rilling 7ud #. Oil /ase )rilling 7ud $. Emulsion )rilling 7ud &. +asseous )rilling 7ud

3.3.

Perencanaan Caing

)engan selesainya pemboran suatu sumur sampai kedalaman yang ditentukan, maka sumur tersebut diberi dinding yang terbuat dari pipa besi yang kokoh dan kuat yang disebut casing -selubung. (asing tersebut diturunkan kedalam lubang bor satu persatu dan masing masing casing disambung satu dengan yang lainya dengan ulir atau dilas. (asing dipasang dari mulai permukaan sampai ke bawah dan berlapis Llapis yang makin ke dalam ukuranya makin kecil akan tetapi makin panjang. Akuran dan jumlah casing yang dipasang tergantung dari daerah yang bersangkutan, kedalaman sumur, karakteristik formasi, dan  perencanaan yang akan dilakukan untuk EOR. )alam menyelekasi ukuran casing, harus disesuaikan dengan ukuran pahat yang akan digunakan dalam operasi pemboran seperti yang terlihat pada +ambar  $.!!.

#6

Gambar 3.11. Gra*ik Pemi"ihan Caing dan Paha$ (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

Penempatan casing atau liner merupakan penentuan terakhir dalam menurunkan rangkaian casing dimana ukuran lubang memperlihatkan pula ukuran casing yang akan digunakan. 'eperti contoh liner ukuran 5 dapat dimasukkan kedalam lubang  bor berukuran 1!2  atau 1!2# . +aris lurus pada gambar memperlihatkan  penggunaan pahat dan ukuran pipa yang mempunyai clearance tertentu sehingga mampu untuk dilalui dan

dilakukan penyemenan casing atau liner. 'ebagai

contoh casing 5!2#  dalam pemilihan ukuran lubang DD2 , sedang garis putus  putus kurang bisa digunakan dalam pemilihan lubang bor. Pemilihan salah satu garis

yang

terputusLputus

perlu

perhatian

khusus

 penyambungan, berat lumpur, penyemenan, dan doglegs.

dalam

perhitungan

$0

3.3.1. !ungi Caing

(asing dalam penggunaanya memiliki fungsi sebagai berikut  !. 7encegah gugurnya dinding lubang bor. #. 7encegah terkontaminasinya air tanah oleh lumpur pemboran. $. 7enutup 3ona bertekanan abnormal dan 3ona lost. &. 7emperkokoh ukuran diameter lubang bor. 5. 7encegah hubungan langsung antar formasi. 1. 'ebagai tempat dudukan /OP dan peralatan Lperalatan lain. 3.3.). %eni Caing

/eberapa jenis casing sesuai dengan fungsinya antara lain  a.

Drie pipe a$au Conduc$or Caing

Rangkain casing yang diletakkan pertama dilubang adalah drive pipe atau conductor casing. Pada umumnya casing ini berdiameter besar yaitu !1 in  $0 in dan dipasang dengan cara dipancangkan oleh hammer atau dengan diesel hammer  ke dalam tanah. *edalaman pemasangan umumnya antara 60 sampai !50 ft. >ungsi utama dari casing ini adalah  !. 7elindungi kontaminasi lumpur pemboran dengan air tanah. #. 7encegah rusaknya struktur tanah. $. 7enyangga beban well head di lokasi dimana dukungan tanah tidak cukup kuat. b.

Sur*ace Caing

Pipa ini dipasang cukup dalam untuk mencegah runtuhnya dinding lubang  bor pada formasi yang tidak kompak yang dijumpai dekat permukaan. %etak  kedalaman casing ini ditentukan dengan peraturan setempat yang menentukan  pada kedalaman berapa casing tersebut harus dipasang. (asing ini harus cukup kuat untuk menyangga /OP dan cukup untuk  menahan tekanan gas fluida yang mungkin timbul. >aktor penting lain menyangkut jumlah surface casing yang diperlukan agar cukup kuat untuk  mencapai formasi Lformasi yang tidak akan pecah dengan berat lumpur yang

$!

tinggi dimana pemasangan casing berikutnya akan dilakukan pada kedalaman yang lebih dalam. 'ecara umum maksud running surface casing dalam operasi pemboran adalah !. 7elindungi air tanah agar tidak terkontaminasi. #. 7empertahankan kestabilan lubang bor. $. 7eminimalkan problem loss circulation, 3ona L3ona permeable. &. 7elindungi 3ona L3ona lemah dan secara tidak langsung mengontrol kick. 5. 'ebagai tempat dudukan /OP. 1. 7enyangga semua berat rangkaian casing ketika di run dibawah surface casing. c.

In$ermedia$e Caing

"ujuan utama dari pemasangan rangkaian intermediate casing

adalah

untuk  !. 7elindungi lubang bor. #. 7enutupi lapisan 2 formasi yang lemah dan mungkin dapat rusak oleh lumpur yang mempunyai densitas tinggi yang dibutuhkan pada pemboran sumur Lsumur dalam. $. 7encegah hilang sirkulasi ditempat dangkal jika lumpur yang berat digunakan untuk mengimbangi tekanan formasi yang tinggi -lebih dalam. 4al ini dimaksudkan sebagai pencegahan dari tekanan sumur yang lebih tinggi. *edalaman pemasangan harus cukup untuk formasi sehingga dapat menahan lumpur berat untuk pengeboran berikutnya yang lebih dalam. Nntermediate casing kadang Lkadang dipasang melewati 3ona tekanan tinggi sedemikian rupa sehingga lumpur ringan dapat dipakai untuk pengeboran yang lebih dalam. d.

Produc$ion Caing

Pemasangan rangkain pipa ini merupakan tujuan utama pemboran sebuah sumur minyak atau gas. (asing ini juga sering disebut il
$#

sampai tepat diatas formasi produktif, maka hal ini disebut open hole completion, sedangkan apabila sampai ke dasar formasi maka hal ini dinamakan perforated casing completion. >ungsi dari production casing adalah  !. 7emisahkan lapisan yang mengandung minyak dari lapisan Llapisan lain nya. #. 7elindungi peralatan Lperalatan produksi  seperti tubing, pompa dll. e.

/iner

%iner pada dasarnya memiliki fungsi yang sama dengan production casing, tetapi perbedaanya hanya pada panjang dan letaknya di lubang sumur. %iner  dipasang mulai dari dasar lubang dan digantungkan pada rangkaian casing diatasnya. *euntungan dari pemasangan liner adalah harganya lebih murah karena tidak dipasang sampai kepermukaan. *.

Tie+back S$ring

)rilling liner sering digunakan sebagai bagian dari casing produksi dibandingkan dengan menambah rangkaian pipa dari permukaan sampai 3ona  produksi. Prosedur ini dilakukan ketika  !. 7emproduksikan hydrocarbon dibelakang liner. #. Jona dibagian bawah tidak menguntungkan.

3.3.3. Caing Se$$ing Dep$h

(asing setting depth kita mulai dari perencanaan casing terbawah. Perencanaan casing setting depth bertujuan untuk menentukan dimana kedalaman yang optimum untuk mendudukkan casing shoe pada batuan formasi.

dapun langkahlangkah dalam penentuan casing setting depth , yaitu  !.

"abelkan datadata gradient tekanan pori formasi -+f terhadap kedalaman

#.

"abelkan datadata gradient tekanan lumpur -+! yang digunakan.

$.

(ari harga gradient tekanan rekah formasi -+r untuk setiap kedalaman

$$

'etelah datadata tersebut didapatkan kemudian di ploting dalam grafik  (artesian antara kedalaman dengan gradient tekanan. )ari grafik tersebut  penyimpangan yang tibatiba merupakan penempatan kedalaman casing.

Gambar 3.1). Caing Se$$ing Dep$h (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

Penempa$an #eda"aman Caing A.

Conduc$or Caing

Perencanaan penempatan conductor casing didasarkan pada kebijaksanaan  pemerintah, dimana yang salah satunya adalah air tanah disekitar daerah  pemboran supaya tidak tercemar akibat operasi pemboran tersebut. 'elain itu juga conductor

casing dipasang dengan mempertimbangkan keadaan

formasi

sekitarnya. (ontoh apabila daerah tersebut berupa rawa maka penempatan conductor casing ini harus dipasang dibawah kedalaman air tanah di daerah tersebut, begitu juga untuk pemboran di laut. Pemasangan conductor casing ini mulai dari permukaan sampai beberapa meter dari dasar laut. dapun fungsi utama conductor casing ini adalah mencegah kontaminasi lumpur pemboran

$&

dengan air tanah permukaan, melengkapi sistem pengaliran lumpur untuk trayek   berikutnya dan menutupi formasi permukaan yang mudah runtuh. B.

Sur*ace Caing

Penentuan casing setting depth surface tergantung dari perarturan  pemerintah setempat yang menetapkan kedalaman minimum, prkatek rutin di lapangan, kondisi geologi, dan problem selama pemboran berlangsung. (asing setting depth surface didasarkan dari fungsinya untuk menahan tekanan bila terjadi kick pada kedalaman pemboran berikutnya, karena surface casing akan menerima beban terbesar. C.

In$ermedia$e Caing

Pada pemboran yang menghadapi formasi yang bertekanan abnormal  penentuan casing setting depth intermediate diutamakan untuk melindungi formasi Lformasi yang lemah bila terjadi kick, dengan demikian penentuan casing setting depth intermediate dimulai dari kedalaman target ke permukaan. D.

Produc$ion Caing

Perencanaan penempatan production casing sangat dipengaruhi oleh kedalaman lapisan produktif, batuan penyusun lapisan produktif dan tenaga  pendorong dari reservoir, sehingga digunakan open hole complesion atau cased hole. Antuk batuan yang kompak, open hole completion lebih effektif digunakan. 'edangkan penempatan casing produksi pada komplesi seperti ini di setting sampai kedalaman diatas lapisan produktif. /ila batuan lapisan produktif tidak  kompak, maka cased hole completion lebih baik digunakan. Produksi casing dipasang sampai dasar lapisan produktif yang kemudian di perforasi pada kedalaman 3ona produktif ini agar tidak terjadi terproduksinya pasir secara  berlebihan dan juga untuk menghindari water coning atau gas coning. 3.3.0. Spei*ikai Caing 3.3.0.1. Grade

+rade pipa menunjukkan kekuatan yield sebuah pipa dari beberapa karakteristik khusus. /iasanya terdiri dari # atau $ digit angka seperti <0. Penggunaan huruf tersebut berdasarkan urutan abjad, pertambahan pipa dalam

$5

yield strength -batas beban yang dapat dikenakan casing masih bersifat plastis. (ontoh %0 lebih besar yield strengthnya dibanding H55. Nndikasi pemberian nomer kode minimal yield strength dalam ribuan psi. 'ebagai contoh <0 mempunyai yield strength pada 0.000 psi. Rata Lrata yield strength biasanya !0.000 lebih besar dibandingkan minimum yield strength atau 60.000 psi untuk casing <0. 'pesifikasi casing menurut PN dapat dilihat pada "abel $.!. 3.3.0.). Bera$ per Sa$uan Panang

)alam membicarakan berat casing perlu dibedakan antara berat plainend -plainendweight, berat rata Lrata beserta thread dan coupling, dan berat nominal casing. a /erat plainend casing adalah berat casing tanpa ulir dan penyambungan -threads and coupling, per satuan panjang.  b /erat rata Lrata casing adalah berat rata Lrata casing beserta ulir pada kedua ujungnya dan penyambungan yang terpasang erat pada salah satu ujungnya, persatuan panjang. c /erat nominal casing adalah berat casing beserta ulir dikedua ujungnya, tanpa penyambung per satuan panjang. /erdasarkan PN berat casing tersebut dapat dicari dengan persamaan "  B

= ("  &e B + e 9

........................................................................-$!1

*eterangan  =%

; /erat dari suatu panjang pipa %, lb

= pe

; /erat plainend, lb2ft

%

; Panjang pipa, ft

ew

; *ehilangan berat pipa yang dimasukkan, lb. untuk plainend pipe, ew ; 0

$1

Tabe" 3.1. API Caing Dimenion and S$reng$h 5Eng"ih (eaure6 (C/sodo. ", “engantar eknik emboran”,1985)

$D

'edangkan luas pipa -p dapat dihitung berdasarkan berat pipa dengan  persamaan berikut   A&

=

0.#6 "  &e

::::::::::::::::::::....-$

!D 3.3.0.3. Panang %oin$

4arga perkiraan panjang joint adalah range dari setiap seksi pipe. Akuran  Lukuran range normal adalah !, # atau $. Pada "able $.# menggambarkan range standart PN.

Tabe" 3.). Panang %oin$ Tiap Range Caing (#abia, C., “il "ell Drilling Engineering”, 1985)

 #ange 1 2 >

anang (*t) 1$25 25$> @>

anang rata 7rata (*t) 22 >1 2

3.3.0.0. Diame$er Caing

Pada casing biasanya dikenal tiga macam istilah dalam mengartikan kata diameter casing  a )iameter luar -Outside diameter ; O), adalah diameter yang diukur pada  badan casing bagian luar.  b )iameter dalam -Nnside diameter ; N), adalah diameter yang diukur pada  bagian dalam dinding casing. c )rift diameter, adalah harga diameter yang menunjukkan harga diameter  maksimal suatu benda yang dapat melewati -memasuki bagian dalam dari lubang casing. Hadi harga drift diameter suatu casing akan selalu lebih kecil dari pada harga diameter dalamnya -N). 3.3.0.2. T&pe Sambungan Caing

(asing biasanya memiliki bagian yang disebut thread dan coupling. "hread adalah ulir yang terdapat pada bagian luar dari kedua ujung casing, sedangkan coupling adalah alat penyambung yang memiliki ulir di bagian

$

dalamnya. /erbagai tipe sambungan casing seperti yang

diperlihatkan pada

+ambar $.!$.

Gambar 3.13. Tipe Sambungan caing (Adams .Neal. J, “Drilling Engineering”, 1985)

a Round thread and coupling, bentuk ulir seperti huruf Q@ dengan jumlah ulir  !0 per inchi. 'ambungan ini ada dua macam, yaitu long thread  coupling -%"( dan short thread  coupling -'"(, dimana tension strength %"( $0F lebih kuat dari pada '"(.  b /uttres thread and coupling, bentuk ulir seperti trape3ium dengan jumlah ulir 5 buah per inch. Rangkaian casing dengan tension load besar, rangkaian casing yang panjang atau berdiameter besar sebaiknya memakai casing jenis ini. c E9treme line casing, tipe sambungan yang ulirnya menyatu pada badan casing, bentuk ulirnya trape3ium atau segiempat. 'ambungan jenis ini sangat tahan terhadap kebocoran, yang berdiameter 52 sampai !0$2& mempunyai lima ulir per inch dan berdiameter kecil, D ke bawah mempunyai ulir per inch.

$6

3.3.2. Pembebanan Pada Caing

(asing harus direncanakan agar mampu menahan semua gaya yang  bekerja padanya, gaya Lgaya yang umumnya diperhitungkan dalam perencanaan casing adalah  e9ternal pressure, internal pressure, tension load, bia9ial stress. 3.3.2.1. E4$erna" Preure 5Tekanan /uar6

Hika casing diturunkan ke dalam lubang bor, tekanan di luar casing mungkin akan lebih besar dari pada tekanan di dalam casing karena adanya tekanan fluida formasi atau karena tekanan tinggi kolom fluida -hidrostatik di antara casing dan lubang bor. Pada suatu keadaan dimana tekanan luar casing jauh lebih besar dari pada tekanan dalam, maka casing akan cenderung collapse -meledak ke dalam. Hika collapse berhubungan dengan deformasi permanent, maka disebut plastic failure dan jika deformasi tidak permanent disebut elastic failure. *emampuan casing menahan tekanan dari luar mengalami deformasi -permanent atau tidak permanent disebut collapse resistence. "ekanan yang datang dari luar casing umumnya bedasarkan pada tekanan hidrostatik lumpur, karena tekanan dari fluida formasi sulit diketahui, maka dianggap bahwa tekanan luar casing hanya berasal dari tekanan hidrostatik  lumpur. nggapan lain yang digunakan adalah bahwa tekanan di casing diabaikan, ini dimaksudkan untuk menghadapai kemungkinan kondisi terburuk yang terjadi serta guna mengimbangi anggapan pertama. Antuk merencanakan casing agar tidak terjadi collapse, maka dipilih casing yang mempunyai kekuatan yang melebihi tekanan yang datang dari luar  tersebut. /iasanya desain factor untuk collapse berharga antara !.0 L !.#5, dimana memiliki hubungan   ) :

=  ) e%t  % N :

........................................................................-$!

*eterangan  Pc

; (ollapse Resistance atau *ekuatan (asing 7enahan "ekanan dari %uar, Psi

Pe9t ; "ekanan yang datang dari luar casing, dalam hal ini "ekanan E9ternal dianggap sama dengan "ekanan 4idrostatik %umpur.  actor (ollapse

&0

"ekanan hidrostatik lumpur dapat dihitung dengan persamaan    ' 0.052 6m  

........................................................................-$!6

*eterangan  Ph

; "ekanan 4idrostatik %umpur, psi

0.05# ; *onstanta *onversi 'atuan Sm

; )ensitas %umpur, ppg

h

; "inggi *olom lumpur, ft

E9ternal pressure dianggap sama dengan tekanan hidrostatik lumpur, maka tekanan terbesar yang datangnya dari luar berada di dasar lubang, maka  perencanaan casing yang paling kuat dipasang pada bagian paling bawah. 3.3.2.). In$erna" Preure 5Tekanan Da"am6

/eban /urst diakibatkan oleh adanya tekanan yang berasal dari dalam casing -internal pressure yang tidak mampu ditahan oleh casing. Nnternal pressure ini dapat terjadi ketika fluida formasi masuk ke dalam casing, demikian halnya  pada keadaan serupa seperti saat melakukan sCuee3ing dan fracturing, maka casing harus mampu menahan tekanan dari dalam yang cukup tinggi. Pada bagian  bawah rangkaian casing, biasanya tekanan luar lebih besar daripada tekanan dalam, sedangkan pada bagian atas rangkaian casing, tekanan luar dapat diabaikan karena pada daerah di sekitar permukaan tidak ada tekanan formasi ataupun tekanan kolom fluida yang cukup besar di annulus casing. 7aka besarnya tekanan dalam yang digunakan untuk perhitungan adalah tekanan dalam yang terdapat  pada bagian atas rangkaian casing, dimana tekanan dalam tersebut merupakan tekanan dalam terbesar yang mungkin terjadi dan dapat mengakibatkan pecahnya casing secara membujur -pada collapse pecahnya agak melintang. Pada beban /urst, beban maksimum yang mengkibatkannya adalah beban dari kolom gas yang mengisi seluruh panjang casing, sehingga batasan tekanan maksimum hanya terdapat pada kaki casing sebesar tekanan injeksi.  F  ' 0.052 ( + *  G N i ) B ....................................................................-$#0

*eterangan  NP

; "ekanan Nnjeksi, Psi

+f 

; +radient "ekanan Rekah, ppg

&!

 
; 'afety >actor 

%

; *edalaman, ft

)alam perencanaan casing, dipilih casing yang mempunyai kekuatan menahan internal pressure -disebut internal yield pressure lebih besar dari internal pressurenya, lalu dihubungkan dengan harga desain factor terhadap internal pressure tersebut, yaitu   i

'  int  % N i

:.. .................................................................:-$#!

*eterangan  Pi

; Nnternal yield pressure, Psi

Pint

; Nnternal pressure, Psi

 
; )esain factor 

/ila Pi T Pint, maka casing akan mengalami bursting atau pecah. /esarnya internal pressure pada casing biasanya digunakan anggapan sama dengan besarnya tekanan formasi. 3.3.2.3. Tenion /oad 5Beban Tarik6

'etiap sambungan pada casing harus mampu menahan berat rangkain casing di bawahnya dan beban tarik -tension load terbesar terjadi pada bagian  paling atas dari rangkaian. /agian terlemah rangkaian casing terhadap beban tarik  yang bekerja padanya adalah pada sambungan atau joint, sehingga beban yang ditanggung disebut juga dengan joint load. *ekuatan casing dalam menahan suatu  beban tarik atau joint load disebut juga dengan joint strength. Antuk menentukan kekuatan casing dalam menahan beban tarik, PN menganjurkan rumus Lrumus empiris sebagai berikut  

Antuk casing round thread dengan '"(  =  s



' 0.80 -  s A  (>>.H $ d e ) I2.5 G 1 3 (t$)  ::::.....:. -$##

Antuk casing round thread dengan %"( =  l 

' 0.80 - l  A  (25.58 $ d e ) I2.5 G 1 3 (t$)   :::::....-$#$

*eterangan  > js, > jl ; Hoint strength minimum, lb (s, (l ; *onstanta untuk grade casing bersangkutan, dari table $.$

&#

 j

; %uas penampang melintang dinding pipa pada lingkar sempurna ulir yang terkecil -root thread area, in#

de

; )iameter luar -O) casing, inch

t

; *etebalan dinding casing, inch

h

; "inggi ulir, inch -tinggi ulir pada casing round thread standart PN selalu berharga 0.0D!5 inch.

0.0

; ngka perubahan harga joint strength rata Lrata ke harga joint strength minimum. Tabe" 3.3. #on$an$a %oin$ S$reng$h (!ambang .. “eknik &emboran F K FF”,19H5)

Hoint grade >#5 4&0 H55  <0 P!!0

(s 5$.5 D#.5 61.1 !!#.$ !&1.6

(!   !56 !5 #&#

( !$5 !# #&$ ## $16

Hoint load suatu casing, dengan mengabaikan faktor gaya apung -buoyancy factor, dapat dicari dari berat casing yang menggantung pada sambungan yang menahannya, yaitu  "

' ! N  % B 

:::::::::::::::.......:..-$#&

*eterangan  =

; "ension load, lb

/ <

; /erat nominal casing, lb2ft

%

; Panjang casing yang menggantung, ft

3.3.2.0. Bia4ia" S$ree

/ia9ial stress pada casing maksudnya adalah casing menerima dua gaya sekaligus yang saling mempengaruhi. Pada umumnya gaya bia9ial yang dipertimbangkan dalam perencanaan casing adalah berupa gaya berat casing terhadap collapse resistancenya. 4arga collapse resistence casing akan berkurang  bila casing menerima gaya tarik, dimana gaya tarik pada casing berasal dari gaya  berat rangkaian casing yang menggantung pada casing yang diselidiki. Oleh sebab

&$

itu, harga collapse resistence casing harus dikoreksi terhadap berat casing yang menggantung padanya. 7isalnya terdapat suatu rangkaian casing dengan burst dan collapse rating tertentu dan berada di dalam lumpur, maka pada casing bagian atas tension akan menyebabkan kenaikan burst rating dan penurunan collapse rating, sedangkan  pada bagian bawah compresion akan menyebabkan penurunan burst rating dan menaikkan collapse rating. dapun langkah Llangkah perhitungan bia9ial stress adalah sbb  1. 7enentukan faktor beban biaksial  L 

=

beban tension bod4  4ield   strengt.

  ::::::::::::::.:.-$#5

2. 7asukkan harga QU ini ke dalam grafik kurva ellips beban biaksial

+ambar $.!& dan tentukan factor collapse strength V. >. 7aka collapse rating hasil koreksi terhadap beban tension adalah

V % :olla&se rating.

Gambar 3.10. #ura E""ip Beban Biakia" (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

3.3.8. Angka #ee"ama$an 5Sa*e$& !ac$or6



&&

ngka keselamatan bertujuan untuk mencegah kerusakan casing akibat adanya gaya Lgaya yang bekerja pada casing. ngka keselamatan terhadap burst, collapse, dan tension yang dikeluarkan oleh Petroleum ECuipment and 'ervice adalah seperti pada "abel $.&. ngka keselamatan dikalikan dengan gaya Lgaya yang bekerja, tetapi bila dengan resistancenya dibagi. 7enurut 4ills angka keselamatan dipilih sesuai dengan empat faktor utama, yaitu  !. *etelitian dari pada strength data yang digunakan untuk design. 7akin tepat harga minimumnya, maka safety factor cukup kecil saja. #. *etelitian dari pada asumsi yang digunakan untuk pembebanan. 7akin  besar asumsi pembebanan dengan harga maksimum yang terjadi sebenarnya, makin kecil safety factornya. $. Perbandingan antara kondisi Lkondisi testing dengan yang sebenarnya. Hika praktek sebenarnya memberikan beban yang sama tipenya dengan yang ditest, maka safety factor boleh kecil. &. kibat yang ditimbulkan jika terjadi kegagalan. Hika gagal dapat menimbulkan bahaya bagi pekerja dan kerugian ekonominya, maka safety factor harus besar.

Tabe" 3.0. Angka #ee"ama$an 5 Sa*e$& !ac$or6 (!ambang .. “eknik &emboran F K FF”,19H5)

Beban  Ga&a /urst -
Tinggi

Angka #ee"ama$an Rendah

Ra$a +ra$a

!.#5 !.#5 #.0

0.D5 0.D !.1

!.! !.0 !.

3.3.9. Perhi$ungan Perencanaan Caing

&5

Rangkaian casing yang direncanakan pada suatu sumur harus memenuhi syarat sebagai berikut  !. 7ampu menahan beban burst #. 7ampu menahan beban collapse $. 7ampu menahan beban tension &. "idak ada kebocoran pada sambungansambungannya 5. "idak mudah terkena korosi dan kerapuhan 1. 7ampu menahan beban puntiran D. 7ampu menahan beban kompresi %angkah pertama untuk dapat memilih casing yang sesuai dengan  persyaratan tersebut diatas adalah menentukan kondisi apa yang dapat membuat masingmasing beban mencapai harga terbesar dan kemudian distribusinya terhadap kedalaman. )engan membuat masingmasing beban mencapai harga terbesar maka berarti akan diperoleh casing paling kuat. Pada metode maksimum load maka kondisi tersebut berturutturut adalah untuk beban burst pada saat sumur mengalami kick dan untuk beban collapse  pada saat sumur mengalami loss circulation. *ondisi ini merupakan kondisi terburuk yang dialami oleh rangkaian casing. /urst pada metode maksimum loads merupakan kriteria pertama dalam menentukan pilihan casing. 4asil sementara perencanaan ini kemudian diuji mengikuti urutan terhadap beban collapse, tension dan bia9ial. 3.3.9.1. Sur*ace Caing

•

Beban Bur$

/eban burst untuk surface casing ditimbulkan oleh kolom gas yang mengisi seluruh panjang casing. *arena tekanan injeksi pada kedalaman relatif  dangkal maka batas tekanan maksimum dipermukaan dapat diartikan bahwa tekanan peralatan /OP lebih besar dari tekanan gas dipermukaan. 'ehingga  batasan tekanan hanya terdapat pada kaki casing sebesar tekanan injeksi.

Pada kaki casing

&1

 F

' 0.052 (+*r G <=) D .......................................................-$#1

 F

' 0.052 (+*r G 1) Bs :::::::::...:::......-$#D

*eterangan



NP

; "ekanan injeksi, Psi

+fr

; +radient tekanan rekah, psi2ft

'>

; 'afety factor  

)

; *edalaman, ft

%s

; Panjang surface casing, ft

)engan mengganggap gradient hidrostatik gas ; 0.!!5 psi2ft maka tekanan gas di permukaan adalah tekanan injeksi dikurangi tekanan hidrostatik gas. )i permukaan  s

*eterangan Ps

' F 7gas 4drostati: &ress/re.........................................-$#

 ; "ekanan 'urface, Psi

gas hydrostatik pressure

; *edalaman -ft 9 0.!!5 -psi2ft

)ari +ambar $.!5 dapat dijelaskan bahwa garis yang menghubungkan titik  Ps dan titik NP disebut garis beban burst -garis 

&D

Gambar 3.12. Bur$ Pada Sur*ace Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*eterangan



NP

; "ekanan Nnjeksi, Psi

%s

; Panjang 'urface (asing, ft

ρg

; )ensitas +as, ppg

ρm

; )ensitas %umpur, ppg

ρf

; )ensitas >luida, ppg

Pfr

; "ekanan Rekah, psi

Pf

; "ekanan >ormasi, psi

Pe

; "ekanan di %uar (asing -back L up, psi

 e

' 0.052 ρ  * Bs ::::::::::::::::.:-$#6

 e

' 0.5 Bs ::::::::::::::::::.-$$0

Hadi 

&

Pada kenyataannya casing juga mendapatkan tekanan dari luar yang sifatnya membantu casing untuk menahan beban burst. Pada metode maksimum load beranggapan bahwa tekanan di luar casing minimal sebesar tekanan hidrostatik kolom air asin. / ; garis / menggambarkan tekanan di luar casing, sehingga resultan  beban burst -( sama dengan beban burst - dikurangi tekanan di luar casing -/. +aris design -) diperoleh dengan mengalikan resultan -( dengan design faktor. +aris design ini merupakan kekuatan minimal casing yang harus dipasang. •

Beban Co""ape

Pada surface casing umumnya penyemenan dilakukan sampai permukaan. "inggi kolom semen ini memberikan beban collapse pada casing yang besarnya sama dengan tekanan hidrostatik semen. *arena kedalaman surface casing relatif  dangkal, lost circulation yang terjadi dapat memungkinkan kolom lumpur turun hingga di bawah kaki casing, ini berarti bahwa di dalam casing kosong, tidak ada fluida yang membantu casing menahan collapse. *ondisi seperti ini merupakan kondisi terburuk beban collapse untuk surface casing. "ekanan luar casing dirumuskan sebagai berikut 

 e

*eterangan

' 0.052 ρ  s Bs :::::::::::::::.:..-$$!



 e

; "ekanan luar casing, Psi

 ρ  s

; )ensitas 'emen, ppg

 Bs

; Panjang 'urface (asing, ft

&6

Gambar 3.18. Co""ape Pada Sur*ace Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*eterangan  a; /eban collapse ; resultan, karena di dalam casing kosong  b; +aris desain

; a 9 design factor 

3.3.9.). In$ermedia$e Caing

•

Beban Bur$

/eban burst di dalam intermediate casing dibentuk oleh dua macam fluida yaitu lumpur terberat yang akan digunakan dan gas. )engan menggunakan densitas lumpur terberat dalam perhitungan maka tekanan hidrostatik lumpur pada casing lebih besar, sehingga diharapkan dapat diperoleh casing dengan kualitas  paling kuat. /eban burst pada intermediate casing dapat dilihat pada +ambar $.!D.

50

Gambar 3.19. Bur$ Pada In$ermedia$e Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*eterangan %i

; Panjang Nntermediate (asing, ft

4m

; "inggi *olom %umpur "erberat, ft

4g

; "inggi *olom +as, ft

ρf

; )ensitas >luida, ppg

Pe

; "ekanan di %uar (asing, psi

)

; +aris )esign ; c 9 desain faktor 

/

; /atas "ekanan 7aksimum Nntermediate (asing

(

; Resultant ; a L b

)i Permukaan  s

'  !  ::::::::::::::::::::.-$$#

)i *aki (asing  F

' 0.052 (+*r G 1) D ..::::::::::::::.-$$$

5!

 F

'0.052 (+*r G 1) Bi. .::::::::::::::.-$$&

*eterangan  Ps

; "ekanan di Permukaan, psi

+fr

; +radient "ekanan Rekah, ppg

%i

; Panjang Nntermediate (asing, ft

)

; *edalaman, ft

NP

; "ekanan Nnjeksi, psi

)engan kedua batasan maksimum tersebut akan ditentukan berapa tinggi kolom masingmasing fluida sehingga memberikan beban burst tersebut. Antuk  lumpur dan gas yang berada di dalam intermediate casing maka   Cm G Cg ' Bi  ............................................................................-$$5

*eterangan  4m

; "inggi *olom %umpur "erberat

4g

; "inggi *olom +as, ft

)engan menganggap gradient hidrostatik gas ; 0.!55 psi2ft, maka   F ' s G 0.052 (+*r G 1) Bi .....................................................-$$1

maka, 0.052 (+*r G 1) Bi ' s G 0.052  ρ m Cm G 0.0115 Cg .................-$$D

Persamaan diatas merupakan dua persamaan dengan dua variabel yang tidak  diketahui -4m dan 4g, sehingga 

 Cg  =

0.05# -+*r  + ! Bi −  )s − 0.05#  ρ m  Bi 0.05# − 0.05#  ρ m

  ......................-$$

"erdapat dua kemungkinan kedudukan kolom gas dan lumpur ini di dalam casing. Pertama kolom gas berada diatas dan lumpur dibawah -garis titiktitik, kedua kolom gas berada dibawah dan lumpur diatas -garis a. )ari dua kemungkinan tersebut dapat dilihat dengan jelas bahwa kemungkinan kedua memberikan beban burst yang paling besar -lihat +ambar $.!D. )alam  perhitungan maka kemungkinan kedua ini yang akan dipakai, sebagaimana

5#

diketahui diluar casing juga terdapat tekanan yang membantu casing dalam menahan beban burst minimum sebesar gradient hidrostatik air asin ; 0.&15 psi2ft. Hadi   e

*eterangan

' 0.052 ρ m Bi .................................................................-$$6



ρs

; )ensitas 'emen, ppg

ρm!

; )ensitas %umpur 'aat (asing )ipasang, ppg

ρm#

; )ensitas %umpur "erberat, ppg

%i

; Panjang Nntermediate (asing, ft

%m!

; "inggi *olom %umpur !, ft

%m#

; "inggi *olom %umpur # -lumpur terberat setelah lost, ft

4s

; "inggi *olom 'emen, ft

)

; *edalaman, ft

P

; "ekanan, psi

• Beban Co""ape

/eban collapse pada intermediate casing terdiri atas tekanan hidrostatik  lumpur saat casing dipasang dan tekanan hidrostatik semen. 'ecara keseluruhan ditunjukkan oleh garis OP!P# pada +ambar $.!, dengan 

 1

' 0.052 ρ ml Bme ............................................................-$&0

 2

' 0.052 (  ρ ml Bme G  ρ  s Cs)............................................-$&!

5$

Gambar 3.1:. Co""ape Pada In$ermedia$e Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*ondisi terburuk terjadi apabila lumpur terbesar -garis putusputus mengalami lost circulation, sehingga kolom lumpur di dalam casing turun. %ost circulation terjadi antara lain karena turunnya gradient tekanan formasi. "etapi  perlu diingat bahwa batas minimum gradient tekanan formasi adalah sebesar  gradient tekanan hidrostatik air asin atau 0.&15 psi2ft. *arena pada metode maksimum load selalu mencari kondisi terburuk untuk setiap pemboran, maka dianggap gradient tekanan formasi turun sampai ke batas minimumnya ini. Pada interval kedalaman lubang yang belum di casing dapat dipahami bahwa tekanan formasi terkecil akan berada tepat di bawah kaki casing, sehingga kolom lumpur  terberat dalam casing akan turun sampai terdapat keseimbangan antara tekanan hidrostatik lumpur dengan tekanan formasi di kaki casing. 4al ini akan

5&

memberikan tinggi kolom %umpur tersisa -%m # di dalam casing yang paling kecil. Hadi tekanan formasi minimum pada kaki casing adalah     s/b >

' 0.5 D 2 .....................................................................-$&#

dan tekanan hidrostatik lumpur terberat pada kaki casing setelah lost adalah  ' 0.052  ρ m2  Bm2 ..........................................................-$&$

  >  D$

=

   

0.05# ρ m # D # − 0.0&15 D #

 D $ = ! −

*eterangan

0.05#  ρ m #

:::::::::::-$&&

,.6&#      D#  ρ m #  



)#

; *edalaman *aki (asing, ft

)$

; *edalaman Puncak *olom %umpur "erberat 'etelah %ost, ft

Resultan -a

; /eban (ollapse -OP!P# L "ekanan di dalam (asing -)$P$

+aris desain -b ; a 9 )esign >actor 

3.3.9.3. Produc$ion Caing

•

Beban Bur$

Pada production casing perhitungan beban burst tidak lagi didasarkan pada kondisi saat sumur mengalami kick, dan dengan demikian batasan tekanan maksimum dipermukaan dan di kaki casing tidak dipergunakan, seperti +ambar  $.!. *arena pada tahap ini sumur telah berproduksi, maka pembebanan pada casing diakibatkan pula oleh masalah yang timbul ketika sumur tersebut  berproduksi. Pada sumur produksi umumnya ruang antara tubing dan production casing diisi oleh suatu cairan yang biasanya dikenal dengan packer fluid. )ensitas  packer fluid ini sama dengan densitas fluida yang terdapat di luar production casing. -air asin atau sekitar 6 ppg. )engan demikian pada kondisi normal tekanan hidrostatik kedua fluida pada casing akan saling meniadakan, sehingga casing tidak menerima beban burst maupun collapse.

55

*ondisi terburuk untuk burst terjadi apabila terdapat kebocoran pada pipa tubing dekat permukaan dan mengakibatkan fluida produksi dalam kasus ini diambil gas masuk ke dalam packer fluid. )engan mengabaikan kehilangan tekanan sepanjang tubing maka tekanan gas tersebut pada packer fluida di  permukaan sama dengan tekanan dasar sumur. /eban burst production casing ditunjukkan oleh garis a.

Gambar 3.1<. Bur$ Pada Produc$ion Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*eterangan  "4P

; "ubing 4ead Pressure, psi

ρ pf

; )ensitas Packer >luid, ppg

ρf

; )ensitas >luid, ppg

51

Ps

; "ekanan )ipermukaan, psi

Pe

; "ekanan )iluar (asing, psi

c

; Resultan ; a L b

d

; +aris )esign ; c 9 )esign >actor

"ekanan di permukaan   s

' !C  ...........................................................................-$&5

 :s

' s G 0.052 ρ  &* B&d   ....................................................-$&1

*eterangan  /4P

; "ekanan )asar 'umur, psi

Pcs

; "ekanan di *aki (asing, psi

ρ pf

; )ensitas Packer >luid, ppg

%pd

; Panjang Production (asing, ft

Amumnya densitas packer fluid dipakai yang ringan agar tidak menimbulkan  beban burst yang besar pada kaki casing. "ekanan di luar casing sebagaimana diketahui adalah minimal sebesar tekanan hidrostatik air asin.  e

' 0.052 ρ  * B&d ...............................................................-$&D

Pada +ambar $.!D

•

a

; /beban /urst

b

; "ekanan di luar (asing

c

; Rresultan ; a L b

d

; +aris )esign ; c 9 )esign >actor  

Beban Co""ape

'eperti pada intermediate casing maka beban collapse pada production casing terdiri atas tekanan hidrostatik lumpur saat casing dipasang dan tekanan hidrostatik semen di annulus. Pada +ambar $.!6 beban collapse ditunjukkan oleh garis OP!P# dimana    1

' 0.052 ρ m Bm :::::::::::::::..-$&

'ebagaimana disebutkan pada sub bab sebelumnya ruang antara tubing dan  production casing diisi oleh packer fluid. *ondisi terburuk terjadi apabila  penyekat di dasar sumur bocor sehingga seluruh kolom packer fluid menghilang,

5D

dengan demikian casing menahan beban collapse tanpa mendapat bantuan dari dalam. Pada +ambar $.#0 karena didalam casing kosong, maka  OP!P#

; Resultan a........................................................-$&6

+aris design b ; a 9 )esign >actor..........................................-$50

Gambar 3.)=. Co""ape Pada Produc$ion Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*eterangan



ρm

; )ensitas %umpur saat (asing )ipasang, ppg

ρs

; )ensitas 'emen, ppg

%m

; "inggi *olom %umpur, ft

4s

; "inggi *olom 'emen, ft

P

; "ekanan, psi

)

; *edalaman, ft

5

3.3.9.0. In$ermedia$e dan /iner

Perencanaan design intermediate casing yang disambung dengan liner   berbeda bila intermediate dipasang sendiri atau secara terpisah. *ondisi lubang  bor dengan kedua jenis casing ini harus diperhitungkan. Pada kondisi jika liner  digunakan sebagai production string dan tidak sebagai tieback string, maka intermediate casing juga harus dievaluasi pada keadaan produksi. •

Beban Bur$

NP -Nnjection Pressure dihitung pada kedalaman liner  F

*eterangan

' 0.052 % (+*r G <=) % D .................................................-$5!



NP

; Nnjection Pressure, Psi

+fr

; +radient "ekanan Rekah, Psi2ft

'>

; 'afety >actor  

)

; *edalaman %iner, ft

Panjang kolom lumpur dan gas dihitung dengan  s G % +m G 4 +g ' F ..............................................................-$5#

*eterangan



Ps

; "ekanan Permukaan, Psi

+m

; 7ud 4ydrostatic Pressure, psi2ft

+g

; +as 4ydrostatic Pressure, psi2ft

/ackup pressure  !ottom ' 0.052 % ρ m % D..........................................................-$5$

*eterangan



ρm

; )ensitas %umpur, ppg

)

; *edalaman %iner, ft

 #es/lt ' F 7 ba:k/& &ress/re....................................................-$5&  Design Bine ' #es/lt % Design =a:tor ........................................-$55

56

•

Beban Co""ape

/eban collapse ditimbulkan oleh semen yang berada di dalam annulus. Antuk intermediate yang dipasang dengan liner, maka perhitungan ini dipengaruhi oleh  

/erat lumpur yang digunakan ketika pemasangan intermediate casing



'emen pada intermediate casing



/erat lumpur yang digunakan ketika pemasangan liner 



'emen pada liner 

'emen intermediate o&
*eterangan



h!

; "op Of (ement Nntermedaite, ft

h#

; /ottom Of (ement Nntermedaite, ft

 ρ  s

; )ensitas 'emen,lb2gall

%umpur intermediate  !ottom ' 0.052 %
*eterangan




; *edalaman (asing, ft

 ρ m

; /erat %umpur. %b2ft

'emen liner  o& -emen ' 0.052 % 1 %  ρ  s.....................................................-$56  !ottom -emen' 0.052 % 2 %  ρ  s................................................-$10

*eterangan



1

; "op Of (emen %iner, ft

2

; /ottom Of (emen %iner, ft

 ρ  s

; )ensitas 'emen, lb2ft

10

/ackup line  !ottom liner ' 0.052 %  ρ m % D.................................................-$1!

*eterangan



 ρ m

; /erat %umpur pada Pemasangan %iner, lb2gall

)

; *edalaman %iner, ft

 #es/lt ' F 7 ba:k/& &ress/re....................................................-$1#

)esign %ine ; Result 9 )esign >actor........................................-$1$

3.3.9.2. Beban Tenion

/eban tension adalah beban dari berat rangkaian casing yang digantung di dalam sumur, tetapi dengan adanya lumpur di dalam sumur tersebut maka akan memberikan gaya apung terhadap casing, sehingga berat casing di dalam lumpur  lebih ringan di bandingkan dengan berat casing di udara. kibat lain dari adanya gaya apung ini adalah bahwa pada sebagian rangkaian casing bagian bawah  berada dalam kondisi kompresi dan selebihnya dalam kondisi tension. "itik netral merupakan titik pada rangkaian casing yang tidak berada dalam kondisi kompresi maupun tension. )istribusi beban tension pada rangkaian casing terdiri dari seksi dalam sumur yang berisi lumpur dengan densitas ρm ppg, seperti terlihat pada +ambar $.#!.

ompresson---- enson

3

 A

L3

B

C

D3

BF 3 2

L2

D2

BF 2 1

L1

TN

D1 BF 1

( lbs )

1!

Gambar 3.)1. Beban Tenion Pada Caing (#/di #/biandini #.<, “eknik emboran !agian FF”, 1998)

*eterangan



!,#,$

; 7enyatakan 'eksi (asing

)

; *edalaman, ft

%

; Panjang (asing, ft

a

; +aris /eban "ension

 b

; +aris /eban "ension W !00.000 lbs

c

; +aris /eban "ension 9 !.1

 Pen!ece"an #oint Stren!th 

/erat 7aksimum yang 7ampu )itahan (asing = ma9

*eterangan





= ma9

; /erat 7aksimum

>j

; Hoint 'trength 'tandart PN , -"abel %ampiran /

 
; )esign >actor "ension

Panjang 7aksimum yang 7ampu )itahan (asing % ma9

3.0.

; >j 2
; = ma9 2 /erat
Ana"ia Seni$ii$a

nalisa yang dilakukan adalah mengenai perubahan suatu variabel terhadap data yang terjadi karena pengaruh sebuah karakteristik. Hika kita mempunyai data yang terdiri atas dua atau lebih variabel, maka akan dicari apakah variabel Lvariabel itu berhubungan. nalisa sensitivitas ini menggunakan metode regresi. nalisa metode regresi menggunakan variabel yang dibedakan menjadi dua, yaitu variabel bebas dan variabel tak bebas. @ariabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi variable tak bebas. Pada penulisan 'kripsi ini, variabel yang digunakan adalah tekanan pori dan casing design suatu sumur, dimana tekanan  pori adalah variable bebas dan casing design adalah variabel tak bebas.

1#

7etoda regresi yang dilakukan pada penulisan 'kripsi ini menggunakan metode kwadran Lkwadran terkecil -regresi linier. 7etoda ini berpangkal pada kenyataan bahwa jumlah pangkat dua dari jarak antara titik Ltitik dengan garis regresi yang sedang dicari harus sekecil mungkin, maka kita perlu memperkirakan  parameter regresi untuk mendapatkan persamaan seperti pada Persamaan -$11

M

*eterangan

' a % G b.........................................................................-$11



9

; sumsi *enaikan "ekanan Pori

a

( Σ 4 ) ( Σ L  # ) − ( Σ L  )( Σ LM ) ; .............................................-$1D  # n Σ L  # − ( Σ L  )

 b

;

nΣ LM  − ( Σ L )( ΣM ) n Σ L  #

− ( Σ L ) #

.......................................................-$1

3.2. Pengena"an Simu"a$or

'imulator atau simulasi berasal dari kata “sim/late” yang berarti “as to ass/me te a&&arean:e o* ito/t realit4”, jadi penggunaan simulator disini

adalah sebagai alat bantu yang menggambarkan keadaan sebenarnya. )alam hal ini yaitu menggambarkan suatu proses pembuatan lubang pada pemboran dimana selain sebagai penggambaran juga dapat membantu dalam proses perhitungan. 'imulator yang digunakan dalam tulisan ini adalah $sprey Ris"   yang merupakan  produk 2 buatan dari Schlum%er!er . 'imulator ini dapat digunakan untuk merencanakan konstruksi sebuah sumur. 'istem pengoperasiannya dengan memasukkan parameter Lparameter  diantaranya "oad $raec$or&   dan ear$h proper$ie. /oad $raec$or&   meliputi (eaurmen$ dep$h   -7), Inc"inai -N<(%, A@imu$, sedangkan untuk Earth

Properties meliputi Pore Preure  -PP, !rac$ure Gradien$ ->+, dan ncon*ined Comprrie S$reng$h  -A('.

'imulator Osprey Risk dapat menggambarkan suatu perencanaan program  pemboran meliputi perencanaan 

1$

• /erat %umpur dan Penempatan (asing • Akuran %ubang /or  • )esain (asing • )esain 'emen • +eometri %ubang /or  • Parameter Pemboran • >luida Pemboran • Pemilihan /it • )esain )rillstring • 4ydraulic • )ugaan Resiko dan Perencanaan *egiatan • nalisa Resiko • Penggambaran Resiko • =aktu dan )ata /iaya • +rafik =aktu dan )ata /iaya • 7onte (arlo • +rafik 7onte (arlo • %aporan analisa • Rangkuman %aporan • 7ontage

'imulator ini menggunakan & langkah dalam pengoperasiannya yaitu  1.

Inpu$ Da$a

Nnput data ini meliputi  a. Scenario In*o

'cenario info ini meliputi informasi yang berhubungan dengan nama dan lokasi sumur, jenis pemboran -onshore atau offshore, tipe sumur  -eksplorasi atau development, tipe well completion -open hole atau

1&

cased hole, jenis conductor casing -driven atau drilled, ukuran tubing  produksi -!.05 s2d &.5, dan surface location info b. Traec$or&

"rajectory ini meliputi data measured depth -7), inclinasi -N<(%, a3imuth -JN7, "otal @ertikal )epth -"@), dogleg severity -)%'.

c. Ear$h proper$ie

Earth properties ini memerlukan data berupa pore pressure -PP, fracture gradient ->+, Anconfined (ompressive 'trength -A(', dan Rotary *elly /ushing -R*/ yang merupakan ketingginan *elly /ushing diukur dari +round %avel -+% pada onshore driiling dan dari 7ean 'ea %evel -7'% pada offshore drilling. d. Rig Se"ec$ion

Rig 'election digunakan untuk

menentukan jenis rig yang akan

digunakan untuk operasi pemboran. e. Reamp"e

7erupakan rangkuman dari perhitungan faktor Lfaktor input data diatas. ).

-e""bore Geome$r&

Nnput data ini meliputi  a. Caing Poin$

(asing point meliputi input berat lumpur yang digunakan @s kedalaman dan casing point data @s kedalaman. b. -e""bore Si@e

=ellbore si3e ini meliputi jenis casing yang digunakan, ukuran lubang, casing point, dan diameter luar -O) casing. c. Caing Deign

(asing design ini meliputi pemilihan jenis casing yang digunakan -beban collapse, beban burst, beban tension, O) casing, grade, type sambungan, well head. d. Cemen$ Deign

15

(ement design ini meliputi data Ldata berupa volume lubang bor, densitas semen, volume tail, densitas tail, batas rekah formasi, volume slurry, volume spacer, dan harganya. e. Schema$ic

'chematic ini merupakan penggambaran # dimensi dari perencanaan ukuran lubang, jenis dan kedalaman casing, dan penyemenan pada lubang. 3.

Dri""ing Parame$er

Nnput ini meliputi  a. Dri""ing !"uid

)rilling fluids ini meliputi data yaitu, jenis lumpur yang digunakan tiap kedalaman, berat lumpur, reology lumpur - P@,VP, shear stress. b. Bi$ Se"ec$ion

/it selection ini meliputi pemilihan type bit berdasarkan N)( - Nnternational ssociation of )rilling (ontractors, Rate of Penetration -ROP, =eight on /it -=O/, dan Rotation per 7enit -RP7, dan harga bit. c. Dri""$ring Deign

)rillstring design ini meliputi perencanaan kombinasi penggunaan /4  pada setiap kedalaman

penembusan diantaranya peralatan pengukur 

-P)7, %=), 7=), 4=)P, O) drill collar. d. &drau"ic

4ydraulic ini merupakan penggambaran dari perhitungan yang telah dilakukan sebelumnya meliputi pump pressure, pump liner si3e, mud weight, no33le area. e. !orma$ion Ea"ua$ion

>ormation evaluation ini merupakan penggambaran # dimensi dari  perhitungan dan pengolahan input data sebelumnya. 0.

Reu"$

Nnput ini meliputi 

11

a. Rik Inde4

Risk inde9 ini menunjukkan faktor resiko dari setiap analisa dan menampilkan chart #) dengan kategori resiko high, medium, and low merah, kuning, dan hijau. b. Rik (ap

Risk map menunjukkan penggambaran sacara terpapar mengenai  perkiraan resiko dari scenario, trajectory, 7E7, Rig, =/', 7=('+ Print, =/ 'i3e, ('+, (7", 7ud, /it, /4, 4ydraulics, =ireline, "ime. c. Time  Co$

7enampilkan semua perkiraan biaya yang meliputi mobili3e rig job, drill wellbore job, well completion job, demobili3e rig, and job. d. Time  Co$ Char$

"ime  cost chart ini menampilkan cart hubungan antara depth vs time -day, depth vs cost -*X, cost vs time -day. e. (on$e Car"o

Perhitungan monte carlo menggunakan bilangan random, jumlah dari distribusi yang digunakan pada sumur eksplorasi meliputi waktu dan cost, peramalan produksi *. (on$e Car"o Char$

7onte carlo chart menampilkan rangkuman chart depth vs time -monte carlo time -days, depth vs cost -monte carlo cost -*X, depth vs time -monte carlo time -days. g. Ana"&i Repor$

nalisis report menampilkan total time, total cost, total risk, drill time dan drill cost dalam bentuk diagram. h. Summar& repor$

'ummary report menampilkan secara umum time and cost tiap section lubang dan informasi secara detail untuk sumur diantaranya hole section, casing , cement, trajectory, bits, pumps dan fluids. i. (on$age