Sifat - Sifat Lumpur Pemboran.

Sifat-sifat lumpur harus sesuai dengan sifat-sifat formasi yang mau ditembus. Bila tidak sesuai maka akan timbul drilling problem, seperti :

• well kick
• mud loss
• rangkaian pemboran terjepit.

Sifat-sifat Lumpur ( mud properties) yang memegang peranan yang  penting adalah sebagai berikut :

• berat jenis
• viskositas
• yield point
• gelstrength
• filtration loss
• mud cake
• kandungan hydrogen
• kandungan pasir
• fraksi minyak
• fraksi air
• oil water ratio
• kandungan garam

Sifat-sifat lumpur pemboran harus selalu diukur secara periodik, agar dapat mengetahui :

1. Apakah masih cocok dengan yang direkomendasikan?
2. Apakah tidak cocok lagi dengan yang direkomendasikan?

Kalau lumpur yang keluar tidak cocok lagi dengan yang direkomendasikan, maka harus ditambahkan additive-additive yang sesuai.

Komponen Lumpur Pemboran.

Komponen lumpur pemboran terdiri dari :

1.    fluida

2.    padatan

3.    Additive

1.  Fluida

Fluida yang digunakan dapat berupa :

·         Air

• Air tawar
• Air asin

·         Minyak

o   Mentor

o   Saraline (Kedua jenis minyak ini tidak mencemariLingkungan).

·         Gas

o   Udara

o   Gas alam

o   Nitrogen

Bila  fluida  yang dominant dan kontinyu adalah air, lumpurnya disebut dengan Water Based Mud. Lumpur jenis ini yang paling banyak digunakan.

Bila  fluida  yang dominant dan kontinyu adalah minyak, lumpurnya disebut dengan Oil Based Mud.  Lumpur ini digunakan kalau Water Based Mud menyebabkan terjadi masalah terhadap pemboran.

Bila  fluida  yang dominant dan kontinyu adalah gas, lumpurnya disebut dengan Gaseous Drilling Fluid. Lumpur ini digunakan untuk membor formasi lost .

2.   Fasa Padat

Fasa padat yang digunakan dapat berupa :

·         reactive solid

·         inert solid

o   Reactive Solid.

Reactive solid adalah padatan lumpur pemboran yang bereaksi dengan air. Sehingga lumpur mempunyai viskositas yang diinginkan. Contoh dari reactive solid adalah :

·         bentonite

·         attapulgite

Semua material untuk menaikkan viskositas lumpur adalah reactive solid.

o   Inert Solid.

Inert solid adalah padatan Lumpur pemboran yang tidak  bereaksi dengan air. Sehingga lumpur mempunyai berat jenis yang diinginkan. Contoh dari inert solid adalah :

·         barite

·         ilmenite

·         hematite

·         galena

Semua material untuk menaikkan berat jenis  lumpur adalah inert solid.

3.  Fasa Kimia ( Additive )

Fasa kimian atau additive adalah material-material yang ditambahkan untuk mengontrol sifat-sifat lumpur pemboran. Material-material ini antara lain:

·         Viscosifier

·         Thinner

·         Weight material

·         Filtration loss additive

·         Corrosion inhibitor

·         Defoamer

·         Emulsifier

·         dll

Fungsi Lumpur Pemboran

Fungsi Lumpur Pemboran adalah sebagai berikut:

1.    Mengangkat cuttings dari dasar lubang

2.    Menahan tekanan formasi

3.    Menahan dinding lubang supaya tidak runtuh

4.    Menahan cuttings dan material pemberat saat sirkulasi berhenti.

5.    Sebagai pelumas dan pendingin

6.    Mengurangi berat rangkaian pemboran

7.    Sebagai media logging

8.    Sebagai media informasi

9.    Sebagai tenaga penggerak.

1.  Mengangkat cuttings dari dasar lubang

Lumpur pemboran disirkulasikan dari permukaan ke dasar lubang melalui rangkaian pemboran, dan kembali ke permukaan melalui annulus rangkaian pemboran dengan dinding lubang sambil membawa cuttings ke permukaan. Di permukaan cutting disaring oleh shale shaker, dan lumpur masuk kembali ke dalam tangki lumpur. Gambarannya dapat dilihat pada gambar :

 Bila cuttings tidak terangkat dari bawah bit, bit akan member cutting kembali, dan akan memperlambat laju pemboran. Bila Cuttings tidak terangkat dengan sempurna , dan cuttings akan menumpuk di sekeliling rangkaian pemboran. Kondisi ini dapat menyebabkan rangkaian pemboran terjepit

2.  Menahan tekanan formasi

Lumpur harus dapat menahan fluida formasi supaya tidak masuk ke dalam lubang. Untuk itu tekanan hidrostatis lumpur harus lebih besar dari tekanan formasi. Perbedaan antara tekanan hidrostatik Lumpur dengan tekanan formasi disebut dengan overbalance. Gambaran lumpur menahan fluida formasi dapat dilihat pada gambar di bawah :

Tekanan hidrostatik lumpur harus lebih besar dari tekanan formasi, untuk mencegah terjadi well kick.

3.  Sebagai pelumas dan pendingin.

Bit menggerus lapisan formasi akan menimbulkan panas. Panas akan menyebabkan bit cepat aus. Dengan sirkulasi Lumpur panas cepat diserap oleh lumpur. Jadi Lumpur bertindak sebagai pendingin.Rangkaian pemboran dan bit dalam membuat lubang adalah berputar. lumpur di dalam lubang ,Kondisi ini dapat menyebabkan rangkaian pemboran terjepit.

 

4.  Mengurangi Berat Rangkaian Pemboran 

Menurut Archemedes : Apabila suatu benda dimasukkan ke dalam suatu cairan, akan berkurang beratnya sebesar berat cairan yang dipisahkannya.

Berat cairan yang dipisahkan adalah :

            Wc      = Vol c x BJ c

Dimana          :

Wc                  : Berat cairan yang dipisahkan

Volc                : Volume cairan yang dipisahkan

BJc                 : Berat jenis cairan yang dipisahkan

Volume cairan yang dipisahkan  adalah :

            Vol c = Vol b

Dimana          :

Vol b               : Volume benda yang berada dalam cairan

Volume benda yang berada dalam cairan adalah :

                                    Wb

            Vol b   =

                                    BJ b

Dimana          :

Wb                  : Berat benda

BJ b                : Berat jenis benda

Sehingga,

Berat cairan yang dipisahkan adalah :

                              BJ c

Wc      =  Wb

                                 BJ b

akan berkurang beratnya

Beda berat benda dalam cairan dengan berat benda di udara adalah :

            Wb – Wc

Dimana :

                                                BJc

            Wb – Wc        = Wb

                                           BJ b

                                                      BJc

                        Wc      = Wb - Wb

                                                            BJb

                                                               BJc

                                    = Wb   -  ( 1 –             )

                                                              BJb

Berat rangkaian pemboran di dalam lumpur adalah :

                                            Bjm        

            Wm     = W { 1 –              }

                                             BJ

Dimana          :

Wm                 : Berat rangkaian pemboran di dalam lumpur

W                    : Berat rangkaian pemboran di udara ( di luar)

Bj m                : Berat jenis lumpur  pemboran

Bj                     :  Berat jenis rangkaian  pemboran

Rangkaian pemboran terbuat dari besi baja,

BJ besi baja  = 65.5 ppg

Sehingga,

Wm     = W ( 1  - 0.015 x BJm )                                                      

Dimana          :

Wm                 : Berat rangkaian dalam lumpur,lb

W                    : Berat rangkaian di udara, lbs

BJm                : Berat jenis lumpur, ppg.

BJ                   : Berat jenis besi baja,ppg

Bouyancy factor adalah :

            BF       =  ( 1  - 0.015 x BJm )

Dimana :

BF          : Bouyancy factor

Sehingga,

Berat rangkaian pemboran di dalam lumpur adalah :

            Wm = W x BF

Soal.

Drill pipe 5”OD, 19.5 lb/ft, 3000 ft. Drill collar 7” OD, 120 lb/ft, 300 ft. Berat jenis lumpur 10 ppg. Berapakah :

1. Bouyancy factor ?
2. Berat rangkaian dalam lumpur ?

Jawab.

1. Bouyancy factor adalah :

BF       = ( 1  - 0.015 x BJ )

            =  1   - ( 0.015 x 10 )                                                

                        = 0.85

2. Berat rangkaian di luar adalah :

W        = (19.5 lbs/ft x 3000 ft) + (120 lbs/ft x  300 ft)

= 58500 lbs + 36000 lbs

= 94500 lbs

Berat rangkaian di.dalam lumpur adalah :

            Wm     = W x BF

= 94500 lbs x 0.85

= 80325 lbs

Jadi terlihat di sini bahwa berat rangkaian pemboran di dalam Lumpur lebih kecil dari berat rangkaian pemboran di udara.

5.  Lumpur Sebagai Media Logging Listrik

Logging listrik yang dimaksud adalah resistivity log dan conductivity log. Transmitter melepaskan arus listrik, arus listrik dihantarkan oleh lumpur ke dalam formasi di belakang dinding lubang, Selanjutnya kembali ke receiver yang dihantarkan oleh Lumpur.

6.  Sebagai Media Informasi.

Lumpur memberikan informasi kepada drilling personel bahwa  :

·         sumur mengalami well kick

·         sumur mengalami mud loss.

Saat terjadi well kick, permukaan  lumpur di dalam tangki naik. Fluida formasi mendorong lumpur ke permukaan, dan lumpur masuk ke dalam tangki, sehingga permukaan  lumpur di dalam tangki naik. Peristiwa ini disebut dengan mud gain.

Mud loss maksudnya lumpur hilang masuk ke dalam formasi. Permukaan lumpur dalam tangki turun  cukup besar secara mendadak. Lumpur  memberikan informasi bahwa sumur mengalami mud loss.

7.   Sebagai Tenaga Penggerak Bit.

Down hole motor merupakan alat pembelok lubang yang umum digunakan saat ini pada directional drilling. Sebuah motor dipasang di atas bit, disambung dengan bent sub, non magnetic drill collar, steel drill collar, dan selanjutnya dirangkai sampai  ke  permukaan dengan drill pipe.

Diwaktu membelokkan lubang rangkaian pemboran tidak berputar, kecuali rotary bit sub dan bit. Motor digerakkan oleh dorongan atau tekanan yang diberikan lumpur. Rotor adalah batang yang berbentuk spiral yang dapat berputar. Dorongan lumpur akan membuat rotor berputar. Bagian yang diam di dalam motor disebut dengan stator.

Rotor berhubungan dengan rotary bit sub. Sehingga bila rotor berputar, rotary bit sub akan berputar. Bit Berhubungan dengan rotary bit sub, sehingga bit akan berputar.