< Previous 34 Dalam perencanaan oil base mud, cara terbaik adalah dimulai dengan oil water ratio minimum dan mencoba menjaga ratio ini sedekat mungkin selama pemboran berlangsung. Padatan (Solids) Padatan halus masuk kedalam oil base mud selama proses pemboran dan menaikan viscositas, berasal dari 3 sumber, yaitu : 1).Organophilic clay, 2). Naiknya kadar air yang membentuk colloidal micelles, dan 3). Cutting (drilled solids). Kelompok pertama, organophilic clay dapat dikontrol. Sumber padatan kedua, colloidal micelles, dapat dikontrol kecuali dalam kasus aliran air yang mengkontaminasi sistem. Kelompok ketiga, cutting merupakan masalah yang paling,besar. Bahkan dengan sistem solid control yang paling efektif pun, cutting akan tetap bertambah dalam sistem oil base. Cutting dalam oil base mud sering terjadi terutama karena cutting tidak menghidrat dalam sistem eksternal minyak. Hal ini menunjukan bahwa padatan tidak menghidrat dalam sistem lumpur minyak. Ketika cutting menjadi koloid, tidak dapat dipisahkan dengan peralatan pemisah padatan. jika jumlah padatan terlalu banyak, maka akan menaikan viscositas, dan hanya treatment dengan minyak untuk menurunkan viscositas tersebut. 3.1.2. Water Base Mud Paling banyak digunakan,mudah pembuatannya, murah perawatannya, mudah diformulasikan untuk mengatasi kebanyakan problem pemboran 35 Non Inhibited o Tidak cukup kuat menahan swelling dari clay, biasanya digunakan sebagai Spud Mud Inhibited o Lumayan dapat menahan swelling clay, biasa digunakan pada lapisan clay yang mungkin dapat terjadi hidrasi Polymer Fluid o Mengandalkan makro molekul, dengan atau tanpa pengaruh dari clay. Fresh Water Mud Fresh Water Mud adalah lumpur pemboran yang fasa cairnya dalah air tawar dengan kadar garam yang kecil (kurang dari 10.000 ppm = 1% berat garam). Fresh Water Mud terdiri dari : 36 a) Spud Mud Spud mud digunakan untuk membor formasi bagian atas bagi conductor casing. Fungsi utamanya mengangkat casing dan membuka lubang di permukaan (formasi atas). Volume yang diperlukan biasnya sedikit dan dapat dibuat dari air dan bentonite atau clay air tawar yang lain. Tambahan bentonite atau clay diperlukan untuk menaikkan viscositas dan gel strength bila membor pada zona-zona loss. Kadang loss circulation material. Density harus kecil saja sekedar cukup menahan tekanan reservoir. b) Natural Mud Natural mud dibuat dari pecahan-pecahan cutting dalam fasa air. Sifat-sifatnya bervariasi tergantung dari formasi yang dibor. Umumnya lumpur pemboran tipe ini digunakan untuk pemboran yang cepat seperti pada pemboran pada surface casing (permukaan). Dengan bertambahnya kedalaman pemboran sifat-sifat lumpur pemboran yang lebih baik diperlukan dan natural mud ini ditreated dengan zat-zat kimia dan additif-additif koloidal. Beratnya sekitar 9,1 – 10,2 ppg dan viscositasnya 35 – 45 detik/qt c) Bentonite – treated Mud Mencakup sebagian besar dari tipe-tipe lumpur air tawar. Bentonite adalah material yang paling umum digunakan untuk membuat koloid inorganis untuk mengurangi filter loss dan mengurangi tebal mud cake. Bentonite juga menaikkan viscositas dan gel strength yang mana dapat dikontrol dengan thinner d) Phosphate reated mud Mengandung polyphosphate untuk mengontrol viscositas dan gel strength. Penambahan zat ini akan berakibat pada terdispersinya fraksi-fraksi clay koloid padat sehingga density 37 lumpur dapat cukup besar tetapi viscositas dan gel strength-nya rendah. Ia dapat mengurangi filter loss serta mud cake dapat tipis. Tannin sering ditambahkan bersama dengan polyphosphate untuk pengontrolan lumpur. Polyphosphate tidak stabil pada temperatur tinggi (sumur-sumur dalam) dan akan kehilangan efeknya sebagai thinnner. Polyphosphate akan rusak pada kedalaman 10.000 ft atau temperatur 160 – 180o F karena akan berubah menjadi orthophosphate yang malah akan menyebabkan flokulasi. Juga Polyphosphate mud akan sukar dikontrol pada density lumpur pemboran yang tinggi (sering berhubungan dengan pemboran dalam). Dengan penambahan zat-zat kimia dan air, density lumpur dapat dijadikan 9 – 11 ppg. Polyphosphate juga menggumpal bila terkena kontaminasi NaCl, calcium sulfate atau kontaminasi semen dalam jumlah banyak e) Organic Colloid treated Mud Terdiri dari penambahan pregelatinized starch atau carboxymethylcellulose pada lumpur. Karena organic koloid tidak terlalu sensitive terhadap flokulasi seperti clay maka kontrol filtrasinya pada lumpur yang terkontaminasi dapat dilakukan dengan organic coloid ini baik untuk mengurangi filtration loss pada fresh water mud. Dalam kebanyakan lumpur pemboran penurunan filter los lebih banyak dapat dilakukan dengan koloid organic daripada dengan inorganic. f) Red Mud Red mud mendapatkan warna merahnya dari warna yang dihasilkan oleh treatment dengan caustic soda dan quebracho (merah tua). Istilah ini akan tetap digunakan walaupun nama-nama koloid yang sekarang ini dipakai mungkin menyebabkan warna abu-abu kehitaman. Umumnya nama ini digunakan untuk lignin-lignin tertentu dan humic thinner selain untuk tannin 38 diatas. Suatu jenis lain lumpur ini adalah alkaline tannate treatment dengan penambahan polyphosphate untuk lumpur dengan pH dibawah 10. Perbandingan alkaline, organic dan polyphosphate dapat diatur sesuai dengan kebutuhan setempat. Alkaline tannate treated mud mempunyai range pH 8 – 13. Alkaline tannate dengan pH kurang dari 10 sangat sensitif terhadap flokulasi karena kontaminasi garam. Dengan naiknya pH maka lebih sulit untuk terjadi flokulasi. Untuk pH lebih dari 11,5 pregelatinized starchdapat digunakantanpa bahaya fermentasi. Dibawah pH ini preservative harus digunakan untuk mencegah fermentasi (meragi) pada fresh water mud. Jika diperlukan density lumpur yang tinggi lebihmurah jika digunakan treatment yang menghasilkan calcium treated mud dengan pH 12 atau lebih. g) Calcium Mud Lumpur pemboran ini mengandung larutan calcium yang sengaja ditambahkan dalam bentuk slaked lime (kapur mati), semen, plaster (CaSO4) dipasaran atau CaCl2. Tetapi dapat juga dikarenakan pemboran semen, anhydrite dan gypsum. o Lime – treated Lumpur ini ditreated dengan caustic soda atau organic thinner, hydrate lime. Treatment ini menghasilkan lumpur dengan pH 11,8 atau lebih, dan 3 – 20 epm (60 – 100 ppm) ion ca dalam filtrat. Lumpur ini menghasilkan viscositas dan gel strength yang rendah, memberi suspensi yang baik bagi material-material pemberat, mudah dikontrol padadensity sampai dengan 20 ppg, tolerant terhadap konsentrasi garam (penyebab flokulasi) yang relatif besar dan mudah dibuat dengan filter loss rendah. Keuntungannya adalah terutama pada kemampuannya untuk membawa konsentrasi padatan 39 clay dalam jumlah besar pada viscositas yang lebih rendah. Lumpur ini cocok untuk pemboran dalam dan untuk mendapatkan density tinggi. Kecenderungannya yang memadat pada suhu tinggi dapat dihalangi untuk sementara waktu dengan bahan kimia untuk memberi kesempatan pemboran berlangsung beserta tes–tes sumurnya . Suatu lumpur Lime – treated yang cenderung memadat tidak boleh tertinggal pada casing – tubing annulus pada waktu well completion dilangsungkan. Penyelidikan-penyelidikan pada lumpur pemboran ini menghasilkan variasi-variasi lumpur ysng lebih sukar memadat. o Gypsum treated mud Lumpur ini berguna untuk membor formasi anhydrite dan gypsum, terutama bila formasinya interbedded (selang-seling) dengan garam dan shale. Treatmentnya adalah dengan mencampur base mud (lumpur dasar) dengan plaster (CaSO4 dipasaran) sebelum formasi formasi anhydrite dan gypsum dibor. Dengan penambahan plaster tersebut pada rate yang terkontrol, maka viscositas dan gel strength yang berhubungan dengan kontaminan ini dapat dibatasi. Setelah clay pada lumpur beraksi dengan ion Ca, tidak akan terjadi pengentalan lebih lanjut dalam pemboran formasi gypsum atau garam. o Calcium – treated Selain hydrated lime dan gypsum telah digunakan tetapi tidak meluas/ Juga zay-zat kimia yang memberi supply kation multivalent untuk base exchange clay (pertukaran ion-ion pada clay) seperti Ba(OH)2 telah digunakan. 40 Gambar 3.2 Hydrasi bentonite pada air tawar Gambar 3.3 Hydrasi bentonite pada air asin Salt Water Mud Lumpur pemboran ini digunakan terutama untuk membor garam massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran air garam yang ikut terbor. Filtrate loss-nya besar dan mud cake-nya tebal bila tidak ditambah organic colloid. pH lumpur dibawah 8, karena itu perlu ditambah preservative untuk menahan fermentasi starch. Jika salt mud-nya mempunyai pH yang lebih tinggi fermentasi terhalang oleh basa. Suspensi ini bisa diperbaiki dengan penggunaan attapulgite sebagai pengganti bentonite. Ada dua tipe Salt Water Mud : 41 a) Unsaturated Salt Water Mud Air laut dari lepas pantai atau teluk sering digunakan untuk lumpur yang tak jenuh kegaramannya ini. Kegaraman (salinity) lumpur ini ditandai dengan o Filtrat loss besar kecuali ditreated dengan organic colloid o Gel strength medium-tinggi kecuali ditreated dengan thinner o Suspensi yang tinggi kecuali ditreated dengan attapulgite atau organic colloid Lumpur ini bisa berbusa (foaming) yang bisa diredusir dengan o Menambahkan soluble surface active agents o Menambah zat kimia untuk menurunkan gel strength b) Saturated Salt Water Mud Fasa cair lumpur ini dijenuhkan dengan NaCl. Garam-garam lain dapat pula berada dalam sistem dalam jumlah yang berbeda-beda. Lumpur ini dapat digunakan untuk membor sumur-sumur garam dimana rongga-rongga yang terjadi karena pelarutan garam dapat menyebabkan hilangnya lumpur, dan ini dicegah oleh penjenuhan garam terlebih dahulu pada lumpurnya. Lumpur pemboran ini juga dibuat dengan menambahkan air garam yang jenuh untuk mengencerkan dan pengaturan volume. 3.1.3. PneumaticFluid/Gaseous Drilling Fluid (Berbahan dasar udara/gas) Digunakan untuk pemboran zona depleted atau area dengan tekanan rendah yang mungkin terjadi, juga didaerah dengan formasi keras dan kering dengan gas atau udara dipompakan pada annulus, salurannya harus rapat tidak boleh bocor. 42 Keuntungan adalah laju penembusan tinggi, lumpur ini juga baik untuk completion pada zone-zone dengan tekanan rendah. Tetapi adanya formasi air dapat menyebabkan bit balling (bit dilapisi serbuk cutting atau padatan-padatan) yang akan sangat merugikan karena menurunkan Rate of Penetration. Tekanan formasi yang besar tidak mengijinkan penggunaan lumpur jenis ini, juga kemungkinan terjadi loss sirkulasi atau kerusakan formasi produktif . Suatu cara pertengahan antara lumpur cair dengan gas adalah aerated mud drilling dimana sejumlah besar udara (lebih dari 95%) ditekan pada sirkulasi lumpur untuk memperendah tekanan hidrostatik (untuk loss circulation zone) 3.2 Padatan Bahan Dasar Lumpur Reactive Solids Reactive solids yaitu : padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid (clay). Padatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk membentuk koloidal. Dalam hal ini clay air tawar seperti bentonite mengabsorpsi air tawar dan membentuk lumpur. Istilah “yield” digunakan untuk menyatakan jumlah barrel lumpur yang dapat dihasilkan dari satu ton clay agar viscositas lumpurnya 15 cp. Untuk bentonite yieldnya kira-kira 100 bbl/ton. Dalam hal ini bentonite mengabsorpsi air tawar pada permukaan partikel-partikelnya, hingga kenaikan volumenya sampai 10 kali atau lebih, yang disebut “swelling” atau “hidrasi. Untuk salt water clay (attapulgite), swelling akan terjadi baik di air tawar atau di air asin dan karena dipakai untuk pengeboran dengan “salt water muds”. Baik bentonite atau attapulgite akan memberikan kenaikkan viscositas pada lumpur. Untuk oil base mud, viscositas dinaikkan dengan penaikkan kadar air dan penggunaan asphalt. Inert solids 43 Inert solids atau padatan yang tidak bereaksi dengan lumpur dapat berupa barite (BaSO4) ataupun galena atau biji besi yang digunakan untuk menaikkan densitas. Inert solids ini dapat juga berasal dari formasiformasi yang dibor dan terbawa lumpur seperti chert, sand atau clay-clay non swelling, dan padatan-padatan seperti bukan disengaja untuk menaikkan densitas lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin karena dapat menyebabkan abrasi dan kerusakan pada pompa, dll. Bahan Kimia Lumpur Seperti kita ketahui, berbagai aditif berupa bahan kimia (baik yang diproduksi khusus untuk keperluan lumpur pemboran maupun bahan kimia umum) dan mineral dibutuhkan untuk memberikan karakeristik pada lumpur pemboran. Bahan-bahan tersebut dapat diklasifikasi sebagai berikut: 1. Viscosifiers (bahan pengental) seperti Bentonite, CMC Attapulgite dan polymer 2. Weighting Materials (Pemberat): Barite, Calcium Carbonate, Garam2 terlarut. 3. Thinners (Pengencer): Quobracho (sebagai dispesan) Phosphates Lignosulfonate Lignite Surfactant Poly Acrylate Next >