Tugas Ahir '' Analisis Kontaminasi dan Treatment Lumpur pemboran

SALINAN KETIKAN TUGAS AKHIR MAHASISWA

POLITEKNIK AKAMIGAS PALEMBANG

Dibuat untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah
Aplikasi Komputer

Oleh :

MUHAMMAD IRTIN SYARIEFUDIN
NPM : 1403054

DOSEN PEMBIMBING : AZKA ROBY ANTARI, ST

LABORATORIUM KOMPUTER
PROGRAM STUDI TEKNIK EKPLORASI PRODUKSI MIGAS
POLITEKNIK AKAMIGAS PALEMBANG

2014 / 2015

ANALISIS KONTRAMINASI DAN TREATMENT LUMPUR PEMBORAN

PADA PEMBORAN SUMUR PANAS BUMI LMB 9.2

PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY

                                                                          

TUGAS AKHIR

Dibuat untuk Memenuhi Persyaratan Mendapatkan Gelar Diploma III

Pada Prngram Stndi Teknik Eksplorasi Produksi Migas

Politeknik Akamigas Palembang

Oleh:

NURUL ISLAM

NPM: 1103031

PROGRAM STUDI TEKNIK EKSPLORASI PRODUKSI MIGAS

POLITEKNIK AKAMIGAS PALEMBANG

2014

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

ANALISIS KONTRAMINASI DAN TREATMENT LUMPUR PEMBORAN

PADA PEMBORAN SUMUR PANAS BUMI LMB 9.2

PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY

Dibuat untuk Memenuhi Persyaratan Mendapatkan Gelar Diploma III

Pada Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi Migas

Politeknik Akamigas Palembang

Oleh:

NURUL ISLAM

NPM: 1103031

Palembang, 15 Juli 2014

Pembimbing I                                                  Pembimbing II

Azka Roby Antari, ST                                  Adi Syahputra, Ssi., MSc

Direktur,                                                          Ketua Program Studi

Politeknik Akamigas Palembang                Teknik Eksplorasi Produksi Migas

H. Muchtar Lutfhie, SH., MM                     Azka Roby Antari, ST

TELAH DISEMINARKAN DIHADAPAN TIM PENGUJI PADA :

Judul Tugas Akhir               : ANALISIS KONTRAMINASI DAN

                                                 TREATMENT LUMPUR PEMBORAN

                                                 PADA PEMBORAN SUMUR PANAS BUMI          

                                                 LMB 9.2 PT. PERTAMINA

                                                 GEOTHERMAL ENERGY

Nama Mahasiswa / NPM   : NURUL ISLAM/ NPM : 1103031

Hari                                       :  Senin          

Tanggal                                 : 21 Juli 2014           

Diterima untuk Program Studi Teknik Eksplorasi Poduksi Migas

Politeknik Akamigas Palembang

Oleh Tim Penguji                              Jabatan                      Tanda Tangan

1.    Azka roby Antari, ST                Ketua                          (……………….)

2.    Adi Syahputra, S.Si., M.Si        Sekretaris                   (……………….)

3.    K. Moh Ade Isnaeni, ST           Penguji I                     (……………….)

4.    Roni Alida, ST                            Penguji II                   (……………….)

5.    Hendra Budiman, S,Si              Penguji III                  (……………….)

Palembang, 12 Agustus 2014

Mengetahui, Ka. Prodi Teknik

Eksplorasi Produksi Migas

Azka Roby Antari, ST

ABSTRAK

Analisis Kontaminasi dan treatment Lumpur Pemboran

Pada Pemboran Sumur Panas Bumi LMB 9.2

PT. Pertamina Geothermal Energy proyek Lumut Balai

 

Pada operasi pemboran sumur directional LMB 9-2. Trayek bit 26 inch dengan kedalaman 401 mku terjadi kontaminasi cement pada kedalaman 23 mku - 33 mku dan terjadi kontaminasi clay pada kedalaman 33 mku - 401 mku. Kemudian pada tryek bit 171/2 inch dengan kedalaman 1250 mku terjadi kontaminasi cement pada kedalaman 386 mku - 401 mku dan terjadi kontaminasi clay pada kedalaman 401 mku - 1250 mku. Dari hasil analisis lab pada kontaminasi cement mengindikasikan naiknya kandungan Ca⁺⁺ sebesar 360 mg/L dimanana kandungan Ca yang ideal <100 mg/I. Kontaminasi tersebut menyebabkan sifat fisik lumpur berubah seperti viskositas, yield point, gel strength, filtration loss, dan pH lumpur. Pada kontaminasi clay menyebabkan sifat fisik lumpur berubah seperti viscositas menjadi 30 sec/quart yang idealnya 55 - 60 sec/quart, treatment dilakukan dengan dua metode yaitu dengan menggunakan fungsi dan solid control dan dengan menambahkan zat additif soda ash pada kontaininan cement dengan konsentrasi 0.3 lb/bbl sebagai calcium remover. Dari hasil pengukuran lab terbukti kandungan Ca⁺⁺ berkurang menjadi 60 mg/L. Pada kontaminasi clay dilakukan dilution dengan konsentrasi 0.5 - 2 lb/bbl. Hasil perhitungan volume lumpur diketahui konsumsi material treatment soda ash sebanyak 7.66 sak.

Kata kunci : Lumpur pemboran, kontaminasi lumpur, treatment lumpur dan           soda ash.

ABSTRACT

Analysis Containination and treatment of Drilling Mud

On drilling geothermal well LMB 9.2

PT. Pertamina Geothermal Energy project Lumut Balai

 

In well directional drilling operatio1z LMB 9-2. trajectory 26” inch to a depth of 401 mku of cement containination occurs at a depth of 23 mku -33 mku and containination of clay at a depth of 33 mku - 401 mku. Then at trajectory 17 1/2” inch with a depth of 1250 mku containination of cement at a depth of 386 mku - 401 mku and clay containination occurred at a depth of 401 mku - 1250 mku. From the results of the lab analysis indicates the increase of cement containination Ca content of 360 mg/L Ca content where the ideal Ca <100 mg/L. The containination caused physical properties change such as mud viscosity, yield point, gel strength, filtration loss, and the pH of the mud. In clay containination caused physical properties such as viscosity mud turned into 30 sec / quart is ideally 55-60 sec / quart, treatment is done by two methods: by using the function of a solid control and by adding soda ash additive substances in containinant concentration of cement with 0.3 lb/bbl as calcium remover. From the results of laboratory measurements proved Ca content was reduced to 60 mg/L. In clay containination carried dilution with a concentration of 0.5 - 2 lb / bbl. The results of the calculation of the mud volume of material consumption treatment known as soda ash Z 66 sacks.

Keywords : Drilling mud, mud containination, mud treatment and soda ash.

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto :

v  Ikuti apa kata hatimu. Jika benar, kau akan sukses. Jika salah, kau akan mendapat pelajaran berharga.

v  Saat kau menuliskan sejarah hidupmu, jangan biarkan orang lain memegang pensilnya.

v  “Sometime it’s better to be right than to be clever, we don’t need intelligen brain to speak but patient ear to listen.”

v  “Wise shout  shout loudly in silence.

Kupersembahkan kepada :

v  Allah SWT yang telah meridoi dan memudahkam segala urusan ku dalam keadaaan apapun

v  Kedua orang tua tercinta Muhammad Sani & Eriana yang selalu menyayangiku dan terima kasih atas segala doa dan upaya yang tak ternilai harganya

v  Saudari – saudariku ( Rini Yusnita & Nila Sari ) yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada ku

v  Paman dan Bibi ku ( Saipul Anwar & Desi Fitri Jaya ) yang selalu memberikan dukungan kepada ku

v  Pacar tersayang ( Septia Reni, Am.Kep. ) yang selalu mendoakan dan menyemangati ku

v  Pembimbingku Bapak Azka Roby Antari, ST dan Bapak Adi Syaputra, S.Si., MSc yang telah memberikan bimbingan dalam penyelesaian Laporan Tugas Ahir ini

v  Teman – temanku ( Rohmat, Ardi, Rendi, Duin, Ginta, Ayi, Muslim, Bislan, Fredy, Fajar, Riyan, Deo, Reza, Silvi, Rini Jumadi, Ami, Chairul Yogi dan seluruh Teman – teman T.E.P.M angkatan V )

v  Almamater kebanggaan POLTEK AKAMIGAS PALEMBANG.

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rabmat dan karunia-Nya jualah penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir di PT. Pertamina Geothermal Energy Proyek Lumut Balai dengan judul “Analisa Kontaminasi dan Treatment Lumpur Pemboran pada Pemboran Sumur LMB 9.2” yang disusun guna memenuhi syarat kurikulum pada Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi Migas, Politeknik Akamigas Palembang. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis untuk mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, dan tak lupa kepada :

1.         Bapak H. Muchtar Luthfie, S.H,M.M, selaku Direktur Politeknik Akamigas Palembang.

2.         Bapak Azka Roby Antari S.T, selaku Kepala Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi Migas sekaligus Dosen Pembimbing I.

3.         Bapak Adi Syahputra S.Si, MSc. selaku Dosen Pembimbing II di Politeknik Akamigas Palembang.

4.         Bapak Arpi Anwar selaku General Support Manager PT. Pertamina Geothermal Energy proyek Lumut Balai.

5.         Bapak Bintang L Sasongko selaku Site dan Construction Manager PT. Pertamina Geothermal Energy proyek Lumut Balai.

6.         Bapak Meiyono, Ketut Darmana Yasa, Sumanto Zulkarnain, Eko Agustian selaku Company Man pada operasi pemboran sumur LMB 9.2 PT. Pertamina Geothermal Energy Proyek Lumut Balai di Rig N110M1/18.

7.         Bapak W. A. Patty dan Fiaribowo Susilo selaku Rig Superintendent di Rig N110M1/18 dan seluruh Crew PT. Pertamina Drilling Service Indonesia dan PT. Petroleum Hidrocarbon Indonesia.

8.         Bapak M. Insan Budiman, Awaludin dan Arie Fandya, selaku Pembimbing Lapangan dan Seluruh Crew PT. Pertamina Geothermal Energy pada tempat pelaksanaan Tugas Akhir.

9.         Kedua Orang Tua dan keluarga saya yang telah memberikan doa, dukungan dan selalu menantikan keberhasilan saya.

10.     Semua Rekan-rekan yang telah membantu dalam upaya menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

Akhir kata, semoga apa yang kita perbuat merupakan suatu amal baik di mata Allah SWT dan semoga Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca, khususnya bagi penulis serta bagi mahasiswa Politeknik Akamigas Palembang, khususnya bagi Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi Migas. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapakan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.

Palembang,    Mei 2014

Penyusun

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ ii

HALAMAN PERSETUJUAN TIM PENGUJI ............................................. iii

ABSTRAK .......................................................................................................... iv

ABSTRACT ....................................................................................................... v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .................................................................... vi

KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL.............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................            xiii

BAB I      PENDAHULUAN

1.1 ... LatarBelakang ............................................................................ 1

1.2 ... Tujuan ......................................................................................... 2

1.3 ... Manfaat ...................................................................................... 2

1.4 ... Batasan Masalah ......................................................................... 2

BAB II    DASAR TEORI

2.1 ... Fungsi Lumpur Pemboran .......................................................... 3

2.2 ... Sifat Fisik Lumpur Pemboran .................................................... 7

2.3 ... Jenis-jenis Lumpur Pemboran ..................................................... 8

2.4 ... Mud Additif ................................................................................. 9

2.5 ... Kontaminasi Lumpur Pemboran ................................................. 10

2.6 ... Peralatan Analisa Sifat dan Fisik Lumpur .................................. 11

2.7 ... Treatment Lumpur Pemboran ..................................................... 16

2.8 ... Kalkulasi Volume Lumpur ......................................................... 19

BAB III   METODOLOGI PENELITIAN

3.1 ... Tahapan Penelitian ..................................................................... 22

3.2 ... Tahap Pengolahan ...................................................................... 23

3.3 ... Tahap Pembahasan ..................................................................... 23

3.4 ... Tahapan Identifikasi Masalah .................................................... 23

3.5 ... Metode Pengukuran Kandungan Calsium ................................. 24

3.5.l ... Alat dan Bahan ............................................................... 24

3.5.2 .. Prosedur Analisis.................................................            24

3.5.3... Perhitungan ..................................................................... 24

3.6 ... Treatment Lumpur ...................................................................... 25

BAB IV   HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 ... Kontaminasi Lumpur .................................................................. 26

4.2 ... Treatment Lumpur ...................................................................... 27

4.3 ... Kalkulasi Kebutuhan Marterial Treatment.................................. 29

BAB V    KESIMPULAN .............................................................................      36

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 37

LAMPIRAN ....................................................................................................... 38

DAFTAR TABEL

Tabel                                                                                                          Halaman

2.1 ... Kedalaman kontaminasi Cement dan Clay ..........................................        27

4.2 ... Konsentrasi soda ash ...........................................................................        28

DAFTAR GAMBAR

Gambar                                                                                                      Halaman

2.1 ... Mud balance ............................................................................................... 11

2.2 ... Marsh funnel and Cup ................................................................................ 12

2.3  .. Fann VG Viscometer .................................................................................. 13

2.4.... Ph Indicator ................................................................................................ 14

2.5 ... Filter press .................................................................................................. 14

2.6 ... Sand Content tube ....................................................................................... 15

2.7 ... Ritort kit ...................................................................................................... 16

2.8 ... Shale saker .................................................................................................. 16

2.9 ... Degasser ..................................................................................................... 17

2.10 . Desander ..................................................................................................... 17

2.11 . Desilter ........................................................................................................ 18

2.12 . Mud cleaner ................................................................................................ 18

2.13 . Cooling tower ............................................................................................. 19

3.1 ... Diagram alir pengolahan data ..................................................................... 25

4.1 ... Alur solid control ........................................................................................ 28

4.2 ... Sketsa trayek II ........................................................................................... 30

4.1 ... Sketsa trayek III ......................................................................................... 32

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

A Profil Sumur LMB 9-2 ................................................................................    A-1

B Mud Program Trayek 26” (inchi) dan 17½“ (inch) ....................................    B-1

C Perhitungan volume lubang bor section 1 dan 2 .........................................    C-1

D Perhitungan Volume lubang bor section 3 ..................................................    D-1

E Kapasitas tanki lumpur ...............................................................................    E- 1

F . Layout Rig N110 M1/18 lokasi pemboran LMB 9.2 ..................................    F-1

G Profil Rig N110M1/18 ................................................................................    G-1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu faktor yang menentukan keberhasilan suatu operasi pemboran adalah pada lumpur bor, karena berbagai faktor pemboran yang ada maka lumpur pemboran mutlak diperlukan pada proses tersebut. Lumpur pemboran adalah suatu campuran fluida khusus yang disirkulasikan pada operasi pemboran. Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran (cutting). Seiring dengan berkembangnya teknologi, lumpur dibuat dari berbagai macam campuran additive dan digunakan untuk mengangkat cutting kepermukaan untuk mengontrol tekanan formasi, sebagai media logging dan menahan serpihan serbuk bor saat sirkulasi di hentikan, sehingga pada penggunaan lumpur bor tidak terlepas dari kontaminasi yang dapat mempengarui sifat fisik lumpur tersebut. Kontaminasi lumpur adalah masuknya unsur-unsur yang tidak diinginkan kedalam sistem lumpur yang dapat menimbulkan efek negatif pada fungsi lumpur tersebut, sehingga treatment mutlak dilakukan untuk menjaga sifat fisik lumpur, treatment lumpur dilakukan dengan dua cara yaitu menggunakan solid control dan menambahkan additive pada lumpur.

Dalam laporan tugas akhir ini, penulis membahas tentang analisis kontaminasi dan treatment lumpur pemboran. Pada operasi pemboran sumur geothermal LMB 9.2 menggunakan lumpur gel polymer yang merupakan jenis lumpur water based mud yang telah ditentukan pada drilling fluid program dimana pada operasi pemboran terjadi kontaminasi semen pada lumpur akibat operasi penyemenan yang kurang smpurna atau setelah pengeboran lapisan semen dalam casing, float collar dan casing shoe dan terjadi kontaminasi clay akibat pemboran formasi yang didominasi batuan breksi tufa terubah, breksi andesit terubah, andesit basalitik, tufa terubah dan andesit terubah. Pengaruh kontaminasi semen menyebabkan kandungan Ca⁺⁺ meningkat, treatment dilakukan dengan cara mengoperasikan fungsi dan solid control dan dengan menambahkan additive soda ash dengan tujuan mentreatment kandungan Ca⁺⁺ pada lumpur sedangkan pada kontaminasi clay meningkatkan viscositas lumpur treatment pada kontaminasi clay dilakukan dengan cara mengoperasikan fungsi dari solid control dan dilakukan pengenceran (dilution).

1.2 Tujuan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1.         Dapat menganalisa kontaminasi lumpur pemboran.

2.         Mengetahui treatment pada lumpur pemboran.

3.         Dapat memperhitungkan jumlah konsumsi material treatment yang digunakan.

4.         Mengetahui hasil treatment yang telah dilakukan pada lumpur pemboran.

1.3 Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1.         Menambah pengetahuan mengenai analisis kontaminasi dan treatment lumpur pemboran.

2.         Dapat menambah ilmu pengetahuan bagi penulis tentang lumpur pemboran.

1.4 Batasan Masalah

Dalam melakukan penyusunan tugas akhir ini, penulis membatasi permasalahan mengenai analisis kontaminasi dan treatment lumpur pemboran yang terjadi pada operasi pemboran sumur panas bumi LMB 9.2 pada trayek dua bit 26 inch dengan kedalaman 401 mku dan trayek tiga bit 17½ inch dengan kedalaman 1250 mku pada kontaminasi cement dan clay.

BAB II

DASAR TEORI

Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun deterjen. Di lapangan, fluida dikenal sebagai “lumpur” (mud).

Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran.

21 Fungsi Lumpur Pemboran

Pada dasarnya lumpur pemboran mempunyai fungsi sehingga membuat lumpur pemboran sangatlah penting dalam sebuah pemboran. Fungsi lumpur antara lain :

1.    Pengangkatan Serpih Bor (Cutting Removal)

Lumpur yang disirkulasi membawa serpih bor menuju permukaan dengan adanya pengaruh gravitasi serpih cenderung jatuh, tetapi thpat diatasi oleh daya sirkulasi dan kekentalan lumpur. Dalam melakukan pemboran serbuk bor (cutting) dihasilkan dan pengikisan formasi oleh pahat, harus dikeluarkan dan dalam lubang bor. Hal ini berdasarkan atas keberhasilan atau tidaknya lumpur untuk mengangkat serbuk bor. Apabila serbuk bor tidak dapat dikeluarkan maka akan terjadi penumpukan serbuk bor didasar lubang, jika hal ini terjadi maka akan terjadi masalah seperti terjepitnya pipa oleh serbuk bor.

Serbuk bor dapat diangkat jika lumpur mempunyai kemampuan untuk mengangkatnya. Kemampuan serbuk bor untuk terangkat hingga kepermukaan tergantung yield point lumpur itu sendiri. Jika lumpur sudah memiliki yield point yang memadai maka dengan melakukan sirkulasi serbuk bor dapat terangkat keluar bersama-sama dengan lumpur untuk dibuang melalui alat pengontrol solid (solid control equipment) berupa shale shaker, desander, mud cleaner, dan centrfuge.

2.    Mendinginkan dan Melumasi Pahat

Panas yang cukup besar terjadi karena gesekan pahat dengan formasi maka panas itu harus dikurangi dengan mengalirkan lumpur sebagai pengantar panas kepermukaan. Semakin besar ukuran pahat, semakin besar juga aliran yang dibutuhkan. Kemampuan melumasi dan mendinginkan pahat dapat ditingkatkan dengan menambahkan zat-zat lubrikasi (pelumas) misalnya minyak, detergent, grapite, asphalt dan zat surfaktan khusus, serbuk batok kelapa bahkan bentonite juga berfungsi sebagai pelincir karena dapat mengurangi gesekan antara dinding dan rangkaian bor.

3.    Membersihkan Dasar Lubang (Bottom Hole Cleaning)

Ini adalah fungsi yang sangat penting dari lumpur bor, lumpur mengalir melalui corot pahat (bit nozzles) menimbulkan daya sembur yang kuat sehingga dasar lubang dan ujung-ujung pahat menjadi bersih dan serpih atau serbuk bor ini  akan memperpanjang umur pahat dan akan mempercepat laju pengeboran.

Laju sembur (jet velocity) minimum 250 fps untuk tetap menjaga daya sembur yang kuat kedasar lubang. Laju sembur yang optimal sebaiknya harus memperhitungkan kekuatan formasi atau daya kemudahan formasi untuk dibor (formation drillability). Kalau laju sembur terlalu besar pada formasi yang lunak, dan akan mengakibatkan pembesaran lubang (hole enlargement) karena kikisan semburan. Sedangkan pada formasi keras akan terjadi pengikisan pahat dan menyia-nyiakan horse power.

4.    Melindungi Dinding Lubang Supaya Stabil

Lumpur bor harus membentuk deposit dan ampas tapisan (filter cake) pada dinding lubang bor sehingga formasi menjadi kokoh dan menghalang-halangi masuknya fluida (filtrat) ke dalam formasi. Kemampuan ini akan meningkat jika fraksi koloid dan lumpur bertambah, misalnya dengan menambahkan attapulgite atau zat kimia yang dapat meningkatkan pendispersian padatan. Dapat pula dengan menambahkan zat-zat polimer yang dapat membantu pendispersian sehingga viskositas dan filtrat (air tapisan) meningkat, dengan demikian mobilitas filtrat di dalam filter cake dan formasi akan berkurang.

5.    Menjaga atau Mengimbangi Tekanan Formasi

Pada kondisi normal gradien tekanan normal : 0.465/ft, 0.107-ksc/ft. Berat dari kolom lumpur yang terdiri dari fase air, partikel-partikel padat lainnya cukup memadai untuk mengimbangi tekanan formasi. Tetapi jika menjumpai daerah yang bertekanan abnormal dibutuhkan materi pemberat khusus (misal : XCD-polimer) yang mempunyai berat jenis tinggi untuk menaikkan tekanan hidrostatis dan kolom lumpur agar dapat mengimbangi dan menjaga tekanan formasi. Besarnya tekanan hidrostatik tergantung dari berat jenis fluida yang digunakan dan tinggi kolom yang dapat dihitung dengan persamaan :

Hp       =   0.052 x Mw (ppg) x D = Psi

            =   0,00695 x Mw (pcf) x D = Psi

Dimana :

Hp       =   Tekanan hidrostatic lumpur, psi.

Mw      =   Densitas lumpur, ppg/pcf

D         =   Kedalaman, ft.

6.    Menahan Serpih / Serbuk Bor dan Padatan Lainnya Jika Sirkulasi Dihentikan

Kemampuan lumpur bor untuk menahan atau mengapungkan serpih bor pada saat tidak ada sirkulasi tergantung sekali pada daya agarnya (gel strenght). Daya agar adalah suatu sifat fluidathixotropis yang mempunyai kemampuan mengental dan mengagar jika didiamkan (static condition) dan kembali lagi mencair jika diaduk atau digerak-gerakkan. Sifat pengapungan atau penahan serpih di dalalam lumpur sangat diinginkan untuk mencegah turunnya serpih ke dasar lubang atau menumpuk di anulus yang akan memungkinkan terjadinya rangkaian bor terjepit. Tetapi daya agar ini tidak boleh terlalu tinggi supaya mengalirnya kembali lumpur tidak membutuhkan tekanan awal yang terlalu besar.

7.    Sebagai Media Logging

Data-data dan sumur yang diselesaikan sangat penting untuk dasar evaluasi sumur yang bersangkutan, juga penting untuk dasar pembuatan program dan evaluasi sumur-sumur yang akan dibor selanjutnya. Data-data tersebut di atas didapat dan analisa cutting dan pengukuran langsung dengan wire logging. Untuk itu lubang bor harus bersih dari cutting.

8.    Penunjang (Support) Berat Dan Rangkaian Bor dan Selubung

Makin dalam pengeboran, maka berarti makin panjang pula rangkaian pipa atau casing, sehingga beban yang harus ditahan menara rig akan bertambah besar. Dengan adanya bouyancy effect dari lumpur akan menyebabkan beban efektif menjadi lebih kecil sehingga dengan kemampuan yang ada mampu melakukan pengeboran yang lebih dalam. Faktor yang mempengaruhi dalam hal ini adalah berat jenis dari lumpur.

9.    Menghantankan Daya Hidroulic Kepahat

Lumpur pemboran adalah media untuk menghantarkan daya hidroulic dari permukaan ke dasar lubang. Daya hidroulic lumpur harus ditentukan di dalam membuat program pengeboran sehingga laju sirkulasi lumpur dan tekanan permukaan dihitung sedemikian agar pendayagunaan tenaga (power) menjadi optimal untuk membersihkan lubang dan mengangkat serpih bor. Kemampuan untuk membersihkan serbuk bor dan bit itu didapat karena adanya tenaga hidroulic yang harus disalurkan dari permukaan menuju bit melalui media lumpur yang disebut sebagai bit hydroulic horsepower.

10. Mencegah dan Menghambat Laju Korosi

Korosi dapat terjadi karena adanya gas-gas yang terlanut seperti oksigen CO₂, dan H₂S. Juga karena pH lumpur yang terlalu rendah atau adanya garam-garam di dalam. Untuk menghindari hal-hal tersebut masuk ke dalam lumpur dapat ditambahkan bahan-bahan pencegah korosi atau diusahakan untuk mencegah pencemaran yang terjadi.

2.2. Sifat-Sifat Fisik Lumpur Pemboran

Lumpur pemboran memiliki beberapa sifat fisik yaitu :

1.    Berat jenis

       Berat jenis lumpur merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting karena sangat besar pengaruhnya dalam mengontrol tekanan formasi, sebab dengan naiknya berat jenis lumpur maka semakin besar tekanan yang dihasilkan.

2.    Tekanan Hidrostatik

Tekanan hidrostatik lumpur didefenisikan sebagai fungsi tekanan persatuan luas yang secara matematis pada bidang kedalaman tertentu.

3.    Viscositas

       Viscositas adalah salah sam sifat lumpur yang menyatakan kekentalan dari lumpur bor, yang sangat berpengaruh terhadap pengangkatan serbuk bor (cutting) kepermukaan. semakin kental lumpur, maka pengangkatan cutting kurang sempurna sehingga dapat mengakibatkan cutting tertinggal di dalam lubang bor sehingga menyebabkan tenjepitnya rangkaian pipa pemboran. Akan tetapi bila viscositas lumpur terlalu tinggi dapat menyebabkan masalah seperti loss circulation dan kick.

4.    Gel strength

       Saat sirkulasi bethenti yang memegang peranan adalah gel strength, lumpur akan menjadi gel saat tidak ada sirkulasi hal ini disebabkan oleh gaya tarik menarik antara partikel-partikel padatan lumpur saat lumpur berhenti bersirkulasi, lumpur harus mempunyai sifat gel strength yang dapat menahan cutting dan material pemberat lumpur agar tidak turun sehingga padatan tidak menumpuk dan mengendap di anulus yang dapat menyebabkan pipa terjepit, akan tetapi jika gel strength terlalu tinggi akan menyebabkan pompa lumpur bekeija lebih berat untuk memulai sirkulasi kembali, meskipun pompa memiliki daya yang kuat pompa tidak boleh memompakan lumpur dengan daya yang besar karena dapat mengakibatkan formasi akan pecah.

5.    Yield Point

       Bagian dari resistansi untuk mengalir oleh gaya tarik-menarik antar partikel. Jadi yield point merupakan angka yang menunjukan shearing stress yang diperlukan untuk mensirkulasikan lumpur kembali, dengan kata lain lumpur tidak akan dapat bersirkulasi sebelum diberikan shearing stress sebesar yield point.

6.    Filtrasi dan mud cake

       Ketika terjadi kontak antara lumpur dan batuan porous batuan tersebut akan bertindak saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel kecil melewatinya. Fluida yang hilang ke dalam batuan disebut filtrate, sedangkan partikel-partikel besar tertahan dipermukaan dan membentuk lapisan batuan disebut mud cake.

7.    pH Lumpur

       pH dipakai untuk menentukan tingkat keasaman dan kebasaan lumpur bor. pH dan lumpur yang dipakai berkisar 8.5 - 10, jadi lumpur bor yang digunakan adalah dalam suasana basa. Lumpur sebaiknya tidak terlalu basa karena akan menaikan viscositas dan gel strength dari lumpur.

2.3. Jenis-jenis Lumpur Pemboran

Berdasarkan fasa fluida nya lumpur pemboran dibagi menjadi 3 macam :

1.    Water Base Mud

Water Base Mud adalah lumpur yang dibuat dengan air sebagai bahan dasarnya lumpur berjenis water base mud lebih sering digunakan karena selain harganya yang lebih ekoninis, juga lebih mudah dikelola dan ramah lingkungan.

2.    Oil Base Mud

       Oil Base Mud adalah lumpur yang dibuat dengan campuran minyak dan air dengan kadar air di bawah 3-5%, lumpur ini baik dipakai untuk mengebor.

3.    Gaseous Drilling Fluid

Gaseous Drilling Fluid adalah lumpur yang dibuat dengan udara atau gas sebagai fase continue dan air sebagai fase dispersant di bawah 5% volume total. Lumpur ini digunakan pada pemboran daerah yang memiliki kondisi air yang sangat minim serta pada pemboran daerah dengan jenis batuan yang sangat keras dan bertemperatur tinggi.

2.4. MudAdditive

Seperti kita ketahui, berbagai additive 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 tesebut dapat diklasifikasi sebagai berikut :

1.    ViscosjfIers (bahan pengental)

       Zat kimia pengental lumpur merupakan bahan untuk menaikkan viskositas dari lumpur bor. Material ini seperti : Bentonite, CMC, Attapulgite, polymer.

2.    Weighting Materials (Pemberat)

       Material Pemberat Lumpur adalah material yang ditambahkan untuk menaikkan berat jenis lumpur atau disebut juga dengan weight yaitu : Barite, Calcium , Carbonate.

3.    Thinner (Pengencer)

       Zat kimia pengencer lumpur ini maksudnya adalah zat kimia yang digunakan untuk menurunkan viskositas lumpur bor atau disebut juga Thinner. Seperti : Phosphates, Lignosulfonare, Lignite, Poly Acrylate.

4.    Filtrat Reducers

       Filtration reducers adalah bahan-bahan untuk mengurangi filtration loss dan menipiskan mud cake seperti : Starch, CMC, PAC, Acrylate, Bentonite, primasol, Dispersant

5.    Lost Circulation Materials

       Bahan ini untuk menyumbat bagian yang menimbulkan lost circulation. Jadi bahan untuk menghentikan lost circulation, seperti : Granular, Flake, Fibrous, Slurries.

6.    Aditif Khusus

       Aditif khusus merupakan bahan khusus yang biasa digunakan untuk menjaga sifat fisik lumpur terhadap kontanilnasi pada lumpur pemboran, bahan tersebut seperti Flocculant, Corrosion Control, Defoamer,pH Control, Lubrican, Soda Ash.

2.5. Kontammasi lumpur Pemboran

Salah satu penyebab berubahnya sifat fisik lumpur adalah adanya material- material yang tidak diinginkan (kontaminan) yang masuk ke dalam lumpur pada saat operasi pemboran sedang berjalan. Kontaminasi yang sering sekali terjadi aclalah sebagai berikut :

1.    Kontaminasi Sodium Chlorida (NaC1)

Kontaminasi ini terjadi saat pemboran menembus kubah garam, lapisan garam, lapisan batuan yang mengandung konsentrasi garam cukup tinggi atau akibat air formasi yang berkadar garam tinggi dan masuk ke dalam sistem lumpur. Akibatnya dapat mengubah viskositas, yield point, gel strength, filtration loss, dan menurunkan pH lumpur, treatment dengan menambah NaOH.

2.    Kontaminasi Gypsum

Gypsum dapat masuk ke dalam lumpur saat pemboran menembus formasi gypsum. Lapisan gypsum yang terdapat pada formasi shale atau limestone, akibatnya dapat mengubah viskositas, yield point, gel strength, dan filtration loss, treatment dengan menainbah soda ash.

3.    Kontaminasi Semen

Kontaminasi semen dapat terjadi akibat operasi penyemenan yang kurang smpurna atau setelah pengeboran lapisan semen dalam casing, float collar dan casing shoe, akibat nya dapat mengubah viskositas, yield point, gel strength, filtration loss, dan pH lumpur, treatment dengan menambah Soda ash (dan hasil analisa lab, 0.1 Ib/bbl Soda Ash akan men-treatment kira-kira 100 mg/lt Calsium).

4.    Kontaminasi drilled solids (clay)

Kontaminasi clay dapat terjadi pada saat operasi pemboran formasi clay ataupun pada saat pemboran formasi batuan yang mengandung clay pada pori batuan.

Selain dari keempat kontaminasi di atas, bentuk kontaminasi lain yang dapat terjadi selama operasi pemboran adalah :

a.         Kontaminasi “hard water”, atau kontaminsi oleh air yang mengandung ion kalsium dan magnesium cukup tinggi dengan pengukuran total hardness Ca⁺⁺ dan Mg⁺⁺

b.         Kontaminasi karbondioksida

c.         Kontaminasi hidrogen sulfide

2.6. Peralatan analisa sifat dan fisik lumpur

Adapun peralatan yang digunakan pada saat menganalisa sifat dan fisik lumpur pemboran yaitu :

1.    Mud Balance

Mud balace adalah Alat yang dipakai untuk mencari berat lumpur suatu jenis timbangan yang biasa disebut sebagai mud balance. Sebelum alat tersebut digunakan, sebaiknya dikalibrasi dulu terhadap air suling, yang akan menunjukkan berat : 8.33 ppg atau 1 gr/cm pada suhu 70° F (21°C).

Gambar 2.1

Mud balance

2.    Mars Funnel and Cup

Mars funnel and cup adalah alat yang digunakan untuk mengukur viskositas lumpur, berupa corong plastik dan cup berukuran. pengukuran dilakukan dengan cara memasukkan sample lumpur ke dalam mars funnel hingga batas volume yang telah ditetapkan pada bagian teratas mars funnel yang berupa garis dan pengukuran dilakukan pada Cup penampung lumpur hingga garis yang telah ditetapkan pada bagian teratas cup yang berupa garis penanda dengan menghitung lama waktu yang dibutuhkan lumpur untuk memenuhi Cup penampung dengan menggunakan stop watch.

Gambar 2.2

Mars Funnel and Cup

3.    Fann VG viscometer

Fann VG viscometer adalah viscometer yang dipakai untuk mengukur plastic viscosity, yield point dan gel strength. Suatu alat yang bekerja berdasarkan perputaran dua silinder dengan kecepatan putaran rotor 600 rpm clan 300 rpm, yang digerakkan oleh tenaga listrik atau diputar dengan tangan (hand crank). Pada prinsipnya, lumpur yang akan diukur kekentalannya dimasukkan diantara dua sunder. Silinder luar atau disebut rotor diputar pada kecepatan putaran yang tetap. Perputaran rotor di dalam lumpur akan menghasilkan torque atau tenaga putaran terhadap silinder dalam atau bob suatu per menahan gerakan bob tersebut. Suatu lempengan pengukur yang dikaitkan dengan bob akan menunjukkan jarak perputaran dari bob tersebut, dengan pembacaan dial 300 dan 600 rpm pada viscometer. Yield point ditentukan secara kuantitatif dengan pengurangan pembacaan 300 rpm dan viscositas plastik. Dan dapat di hitung dengan rumus :

PV         =   Æ 600- 0300

YP         =   Æ 300 - PV

Keterangan :

PV         =   Plastic Viscosity (cp)

YP         =   Yield Point (lb/100 ft²)

Gambar 2.3

Fann VG Viscometer

4.    pH Indicator

pH indicator adalah suatu ukuran yang menyatakan derajat kebasaan dan suatu cairan. ph dari lumpur pemboran perlu diketahui karena kita semua tahu bahwa kita tidak menghendaki lumpur yang bersifat asam (korosif) yang dapat menimbulkan efek negatif pada peralatan pemboran, kertas ph sudah dilengkapi dengan daftar warna untuk ph tertentu. Tersedia bermacam-macam kertas dengan tipe kegunaan, misalnya kertas ph yang bisa dipakai untuk mengukur ph larutan mulai dari 0-14.

5.    Filter press

Filter  press terdiri dari sebuah tabung silindris tempat lumpur yang akan diukur. Tabung ini terbuat dari bahan yang tahan terhadap larutan alkalis dan dilengkapi dengan regulator tekanan untuk memberikan dan mengeluarkan tekanan. Di bagian bawah untuk menempatkan kertas penyaring mud cake, di bawah penyangga ditempatkan gelas ukuran untuk menampung air tapisan yang keluar. Seluruh peralatan ini disangga oleh sebuah penyangga. Untuk memperoleh tekanan yang diperlukan dipakai gas CO₂ cartridge. Filter press adalah alat yang digunakan untuk mengukur ketebalan kerak lumpur (mud cake) yang dihasilkan oleh lumpur pemboran pada paper press saat dilakukan pengukuran serta mengetahui filtrate lumpur pada lumpur pemboran yang terukir pada gelas ukur pada alat tersebut.

Gambar 2.5

Filter press

6.    Sand content tube

Kandungan pasir dalam umpur pemboran dapat diperkirakan jumlahnya dengan menggunakan peralatan Sand Screen Set, peralatan ini terdiri dari saringan berukuran 200 mesh dan bergaris tengah 2½ inci (63.5 mm), terdiri dari corong yang bisa dipasangkan pada saringan tersebut dan gelas ukuran. Gelas ukuran tersebut diberi tanda sebagai batas volume lumpur yang harus diukur sehingga hasilnya dapat dibaca langsung berupa % pasir yang terkandung.

Gambar 2.6

Sand content tube

7.    Retort Kit

Retort kit ialah alat yang berfungsi untuk mengukur kandungan solids dan water content pada lumpur, dengan cara distilasi untuk mengetahui berapa jumlah cairan (air atau minyak) sejumlah tertentu (10 ml atau 20 ml) dan padatan di dalam lumpur, lumpur ditempatkan di dalam suatu tempat dan dipanaskan sampai bagian-bagian cairan menguap, uap tersebut dilewatkan pada suatu alat pendingin (condensor) sehingga mengembun kembali dan ditampung dengan gelas pengukur, cairan yang mengisi tinggi kolom gelas ukur menunjukan nilai dan kandungan air pada lumpur sedangkan kolom gelas ukur yang kosong menunjukan nilai kandungan solids pada lumpur.

Gambar 2.7

Retor kit

2.7. Treatment Lumpur Pemboran

Treatment lumpur dibagi menjadi dua yaitu dengan menggunakan peralatan pengontrol padatan dan dengan memberikan additive pada lumpur, solid control yaitu peralatan treatment yang berfungsi untuk memisahkan serbuk bor (cutting) yang terbawa lumpur saat bersirkulasi selama operasi pemboran yaitu :

1.    Shale shaker

Merupakan peralatan mekanis bergetar yang mempunyai tugas menyaring padatan (cutting) dan dalam lumpur yang pertama kali keluar dari lubang bor pada shale shaker ini menggunakan screen berukuran 80-120 mesh.

Gambar 2.8

Shale shaker

5.    Mud Cleaner

Mud Cleaner/conditioner adalah fasa keempat dari proses pengontrol padatan. Merupakan peralatan ayakan mekanis bergetar, yang mempunyai tugas menyaning padatan (solid) dari dalam lumpur yang keluar dari desilter. hampir serupa dengan shale shaker akan tetapi mud cleaner menggunakan mesh yang lebih rapat digunakan untuk memisahkan kandüngan drill solid yang berukuran 74 - 177 micron.

Gambar 2.4

Desilter

6.    Cooling Tower

Cooling tower yaitu tower yang berfungsi mengontrol suhu lumpur yang berlebihan (di atas 60°C) pada saat sirkulasi, sehingga suhu lumpur terjaga.

2.8. Kalkulasi volume lumpur

Untuk menghitung volume lumpur dan jumlah konsumsi material treatment yang digunakan dapat diketahui dengan menghitung diameter lubang sumur dan kedalaman lubang bor dengan formula sebagai berikut :

1.    Rumus Volume annulus id casing :

2.    Rumus volume annulus Open Hole :

3.    Rumus volume drill string :

VMm                     =   diasumsikan sama dengan Vstb

Volume annulus     =   Vdp + Vdc + Vstb + VMm

Volume Total         =   Va + V dst

Dimana :

id²            =   diameter dalam (inch)

oh             =   open hole (inch)

h               =   kedalaman lubang bor (ft)

dp            =   drill pipe (ft)

dc             =   drill collar (ft)

stb            =   stabilizer (ft)

Mm          =   Mud motor (ft)

1029.4      =   Konstanta

Va            =   Volume annulus (bbl)

Vdst         =   Volume drill string (bbl)

Dari hasil perhitungan di atas dapat diketahui volume lumpur dan dapat dihitung jumlah penggunaan material treatment sebagai berikut :

Dimana :

M               =   konsentrasi lumpur (lb/bbl)

V system    =   Volume lubang bor + volume tanki lumpur (bbl)      (Diketahui dari hasil kalkulasi dan kapasitas mud tank)

1 sak           =   berat material 1 sak (lb/sak) soda ash 110 lb.

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

Pelaksanaan penelitian untuk pembuatan tugas akhir ini dilaksanakan pada tanggal 15 Maret sampai dengan 15 April di PT. Pertamina Geothermal Energy yang merupakan perusahaan yang bergerak di bidang panas bumi berlokasi di Kecamatan Semendo, Sumatera Bagian Selatan. Pada operasi pemboran sumur panas bumi LMB 9.2 pada Rig N110M1/18 milik PT. PDSI, Sumur pengembangan.

3.1 Tahapan Penelitian

Pada penelitian Tugas Ahir ini, analisa dan pengumpuian data-data yang sesuai dengan judul pembuatan Tugas Ahir ini penulis menggunakan beberapa metode diantaranya :

1.    Melakukan Studi Literatur

       Tahap studi literatur yang dilakukan dengan mengumpulkan sumber informasi yang berkaitan dengan kegiatan penelitian yang berasal dari referensi yang berhubungan dengan masalah yang dibahas, sehingga data yang ada dapat mempertegas data dan keperluan analisa.

2.    Terjun ke lapangan

       Pengambilan data dilakukan secara langsung di lapangan oleh penulis pada pemboran Sumur LMB 9.2 di PT. Pertamina Geothermal Energi proyek Lumut Balai.

3.    Wawancara

Wawancara yaitu teknik yang digunakan dalam pengumpulan data dengan berkomunikasi langsung dengan mud engineer, mud boy, Company man dan Services Company.

4.    Pengumpulan data tertulis

       Pengumpulan data tertulis yaitu pengumpulan data dengan meminta soft copy dan hard copy kepada mud engineer, administration dan services Company.

5.    Kerangka Pikir Penelitian

       Kerangka penelitian yaitu dengan melakukan observasi lapangan selama kegiatan penelitian di lapangan berlangsung, dengan cara menganalisa masalah, bertanya, dan memahami masalah serta menyimpulkan hasil yang didapat yang digunakan sebagai data lapangan dalam penyusunan tugas akhir ini.

3.2 Tahap Pengolahan

Dari survey yang dilakukan data yang didapat berupa dua bagian penting yaitu kontaminasi dan treatment lumpur pemboran, pada tahapan ini data yang didapat telah dikumpulkan dan dianalisa sebagaimana telah disebutkan di atas terkait kontaminasi dan treatment lumpur pemboran.

3.3 Tahap Pembahasan

Dalam hal ini metodelogi penelitian yang digunakan dalam tahapan pembahasan laporan Tugas Ahir ini adalah metode analisis pustaka terkait tentang Kontaminasi dan treatment lumpur pemboran pada operasi pemboran sumur panas bumi LMB 9.2. Analisa pustaka yang disampaikan mengenai kontaminasi dan treatment lumpur pemboran pada lokasi tersebut di atas.

3.4 Identifikasi Masalah

Dari hasil penelitian yang dilakukan pada lokasi pemboran sumur panas bumi LMB 9.2 dengan lumpur gel polymer terjadi beberapa masalah kontaminasi yaitu :

1.         Pada trayek ke dua dengan kedalaman (depth) 401 meter terjadi kontaminasi semen pada lumpur di kedalaman 23 meter hingga 33 meter

2.         Pada kedalaman 33 meter hingga 401 meter terjadi kontaminasi clay pada lumpur yang didominasi oleh batuan andesit.

3.         Pada trayek ketiga dengan kedalaman (depth) 1250 meter terjadi terjadi kontaminasi semen di kedalaman 386 meter hingga 401 meter.

4.         Pada kedalaman 401 meter hingga 411 meter terjadi kontaminasi clay.

3.5 Metode Pengukuran Kandungan Kalsium

Pengukuran kandungan Ca dalam lumpur dilakukan untuk mengetahui besar kandungan Ca dengan tujuan untuk menentukan penggunaan konsentrasi material treatment soda ash. Adapun pengukuran yang dilakukan yaitu :

3.5.1 Alat dan bahan

a.    Alat

1.    Bola karet.

2.    Pipet ukur.

3.    Cawan penampung.

b.    Bahan

1.    Air filtrasi lumpur.

2.    Larutan Hardness Buffer.

3.    Larutan Hardness Indicator.

4.    Larutan Triethanolaimine.

5.    Standard Versenate 400 mg/L.

3.5.2 Prosedur Analisis

1.         Siapkan sampel air saringan dan filtrate press sebanyak 1 cc.

2.         Tambahkan indicator hardness buffer 2 cc.

3.         Tambahkan Hardness indicator 2 - 6 drops.

4.         Tambahkan triethanolamine 1 cc.

5.         Titrasi dengan larutan Standard Versenate Solution 400 mg/l.

6.         Titrasi bingga perubahan warna ungu menjadi biru.

7.         Dari  hasil pengukuran perubahan warna terjadi pada 0.9 tetes.

8.         Concentration Factor (Standard Versenate x 400 mg/l).

9.         Prosedur 1 - 8 dilakukan pada sempel sebelum dan setelah treatment.

3.5.3 Perhitungan

Total hardness (mg/L) = Volume titran x 400

3.6 Treatment Lumpur

Treatment lumpur dilakukan dengan beberapa proses yaitu menggunakan solid control yang meliputi :

1.    Shale saker.

2.    Degasser.

3.    Desander.

4.    Desilter.

5.    Mud Cleaner.

6.    Cooling Tower.

7.    Menambahkan zat additif soda ash pada kontaminasi semen dan dilution. pada kontaminasi Clay.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Operasi pemboran pada sumur LMB 9-2 proyek Lumut Balai merupakan salah satu sumur pengembangan panas bumi PT. Pertamina Geothermal Energy yang dikerjakan oleh PT. Pertamina Drilling Services Indonesia menggunakan Rig N110M1/18 dengan metode directional drilling dengan kedalaman 2700 mku.

Lumpur pemboran merupakan salah satu bagian terpenting dalam sistem sirkulasi pemboran, berfungsi untuk membantu keberhasilan suatu operasi pemboran, penggunaan lumpur pada operasi pemboran tidak lepas dari kontaminasi yang dapat mempengarui kualitas lumpur tersebut pada pemboran sumur LMB 9-2 menggunakan lumpur gel polymer yang merupakan jenis lumpur water based mud.

4.1. Kontaminasi Lumpur

Kontaminasi lumpur merupakan masalah yang menjadi kendala pada saat operasi pemboran karena masuknya material-material tidak diinginkan yang dapat merubah sifat fisik lumpur. Menurunkan kinerja lumpur pemboran yang akhirnya dapat menimbulkan masalah pada saat operasi pemboran, kontaminasi lumpur terjadi pada saat terjadi kontak antara lumpur dan formasi pada saat proses pemboran dan pada saat pengangkatan cutting menuju permukaan, sehingga sifat fisik lumpur berubah, mengakibatkan lumpur pemboran tidak berfungsi secara optimal dan mempengaruhi keberhasilan suatu opreasi pemboran.

Adapun kronologis yang mengindikasikan terjadinya kontaminasi yang terjadi pada lumpur pemboran (gel polymer) pada saat operasi pemboran sumur panas bumi PT. Pertamina Geothermal Energy LMB 9-2 yang didominasi oleh batuan breksi tufa terubah, breksi andesit terubah, andesit basalitik, tufa terubah dan andesit terubah, terjadi kontaminasi semen dan clay pada kedalaman yang berbeda-beda. Kontaminasi yang terjadi perkedalaman dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.1

Kontaminasi

No	Kedalaman ( m )	kontaminan
1	23 – 33 meter	semen
2	33 – 401 meter	clay
3	386 – 401 meter	semen
4	401 – 441 meter	clay

Akibat kontaminasi semen dan clay padaTabel 4.1 perubahan yang terjadi pada fisik lumpur dapat dilibat dari perubahan warna lumpur yang terlihat pada setting tank dan dapat dilihat cutting yang berupa semen dan clay. Pada kontaminasi semen menyebabkan perubahan sifat-sifat lumpur seperti viskositas, yield point, gel strength, filtration loss, dan pH lumpur yang disebabkan naiknya kandungan Ca pada lumpur.  Sedangkan kontaminasi clay menyebabkan sifat-sifat lumpur berubah yang seperti pH, viscositas, plastic viscosity dan yield point. naiknya viskositas lumpur karena clay berperan sebagai viscosifier pada lumpur.

Pengaruh kontaminasi cement dan clay terhadap sifat fisik lumpur dapat dianalisa dan dilakukan pengujian sampel dengan menggunakan alat-alat laboratorium yaitu mud balace, mars funnel and cup, fann VG viscometer, pH Indicator, filter press, sand content tube dan retort kit dengan prosedur yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya (Bab 2.6). Untuk men-treatment lumpur terhadap kontaminasi tersebut dilakukan pengukuran kandungan Ca dan Viscositas Sebelum menentukan treatment yang akan dilakukan. Setelah dilakukan pengukuran pada kontaminasi semen dan hasil pengujian lab diketahui dengan kandungan Ca 360 mg/l, treatment yang dilakukan yaitu dengan menambahkan soda ash sebagai Calcium remover yang dapat dilihat pada tabel 4.1 konsentrasi soda ash sebagai calcium remover dan setelah dilakukan pengukuran lumpur pada kontaminasi clay menyebabkan viscositas naik dan treatment yang akan dilakukan yaitu menggunakan solid control.

Tabel 4.2

Konsentrasi soda ash

No	Konsentrasi ( lb / bbl )	Fungsi
1	0,1	Mentreatment 100 mg/L
2	0,2	Mentreatment 200 mg/L
3	0,3	Mentreatment 300 mg/L
4	0,4	Mentreatment 400 mg/L
5	0,5	Mentreatment 500 mg/L

4.2. Treatment Lumpur

Kontaminasi yang masuk ke dalam sistem lumpur dapat merubah sifat fisik dan mempengaruhi kinerja lumpur pemboran yang akhirnya dapat menimbulkan masalah pemboran. Sehingga treatment harus dilakukan agar sifat fisik lumpur tetap terjaga, treatment lumpur dilakukan dengan dua metode yaitu dengan cara mengoperasikan fungsi solid control dan menambahkan aditif lumpur yang dapat membantu mengurangi pengaruh kontaminasi terhadap sifat fisik lumpur tersebut, penggunaan lumpur gel polymer pada pemboran sumur panas bumi LMB 9-2. Langkah pertama pada treatment yang dilakukan terhadap kontaminasi semen dan clay yaitu dengan cara mengoperasikan fungsi dari masing-masing kegunaan solid control :

1.    Solid Control

Solid control equipment adalah peralatan mekanis yang berfungsi untuk meinisahkan drill solid secara continue dari lumpur pemboran. Drill solid harus dipisahkan karena dapat menimbulkan efek-efek yang dapat mempengaruhi sifat fisik lumpur pemboran, sehingga fungsi lumpur pemboran menjadi tidak optimal. Pada kondisi yang ideal, solid control equipment harus dapat meinisahkan semua drill solid dari lumpur pemboran, namun pada perakteknya hal tersebut sangat sulit dilakukan, batas toleransi kandungan solid dalam lumpur pemboran adalah 6%. Peralatan solid kontrol tersebut meliputi Shale saker menggunakan ukuran screen 80 - 140 mesh, degasser, desander, desilter dan mud cleaner yang telah dibahas pada (bab 2.8), alur treatment solid control dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.1

Alur solid control

Setelah dilakukan treatment menggunakan solid control kontaminasi kandungan solid dalam lumpur dapat dipisahkan dan pada kontaminasi clay dapat menurunkan viscositas pada lumpur hanya perlu sedikit treatment tambahan yaitu dolution dengan air dengan konsentrasi minimal yang dapat digunakan yaitu 0,5 lb/bbl dan maksimal 2 lb/bbl, sedangkan pada kontaminasi semen perlu penambahan additive lumpur yaitu soda ash yang berfungsi untuk menurunkan kandungan Ca.

2.    Treatment menggunakan Aditive Soda Ash

Di dalam suatu sistem lumpur terdapat material-material tambahan yang berfungsi mengontrol dan memperbaiki sifat-sifat lumpur. Setelah melewati masa perawatan pada solid control equipment lumpur yang terkontaminasi diberi perawatan menggunakan additif lumpur yang dapat membantu mengurangi pengaruh kontaminasi terhadap sifat fisik lumpur. Kontaminasi semen terjadi akibat operasi penyemenan yang kurang smpurna atau setelah pengeboran lapisan semen dalam casing, float collar dan casing shoe, kontaminasi semen menyebabkan naiknya kandungan Ca⁺⁺ pada lumpur yang mempengaruhi sifat dan fisik lumpur seperti yield point, viscositas, pH, dan API filtrate, berdasarkan data pengukuran lab, naiknya kandungan Ca⁺⁺ sebesar 360 mg/l pada lumpur akan menyebabkan lumpur menggumpal. Treatment dapat dilakukan dengan menambahkan soda ash sebagai calcium remover dengan penggunaan konsentrasi sebesar 0,3 lb/bbl. Setiap 0,1 lb/bbl soda ash akan men-treatment 100 mg/l calcium yang dapat dilihat pada tabel 4.2, sehingga dapat menurunkan kadungan Ca⁺⁺ di bawah 100 mg/l atau mendekati standar program yaitu 40 mg/l.

Sedangkan penyembuhan Kontaminasi Clay yang berasal dari suatu formasi pemboran yang tercampur di dalam lumpur. Kontaminasi clay kedalam sistem lumpur dapat mempengaruhi sifat fisik lumpur seperti plastic viscosity, yield point, density, viskositas, water content dan methylene blue capacity. Penyembuhan kontaminasi clay lebih mudah dan lebih hemat, dengan mengoperasikankan fungsi solid control yang telah dibahas pada (Bab 2.8) dan pengenceran menggunakan air (dilution) secara bertahap dengan konsenterasi maksimai 2 lb/bbl sehingga dari hasil treatment dapat dilakukan perhitungan guna mengetahui konsumsi matrial treatment dengan kalkulasi volume lumpur dan konsentrasi treatment yang digunakan.

4.3. Kalkulasi Kebutuhan Material Treatment

Dalam perhitungan jumlah kebutuhan material treatment yang digunakan terlebih dahulu harus diketahui dan dilakukan perhitungan volume lumpur dengan cara mengetahui diameter lubang bor, kedalaman lubang bor dan rangkaian drill string yang digunakan pada operasi pemboran sehingga volume lumpur dapat diperoleh dan hasil penjumlahan perhitungan volume annulus setiap section dari volume lumpur pada drill string sesuai dengan jenis rangkaian pipa bor yang digunakan, karena penggunaan jenis rangkaian drill string yang berbeda-beda dapat mempengaruhi jumlah volume lumpur pada lubang bor. Setelah dilakukan perhitungan dan diketahui volume lumpur sehingga perhitungan kebutuhan material treatment dapat di lakukan. Adapun Profil sumur dan rangkaian drill string yang di gunakan pada operasi pemboran sumur LMB 9.2 dapat dilihat pada gambar 4.2 sketsa trayek dua dan gambar 4.3 sketsa trayek tiga sebagai berikut :

Gambar 4.2

Sketsa trayek II, 401 mku

Pada operasi pemboran trayek kedua bit 26 inch dengan kedalaman 401 mku. Menggunakan rangkaian drill string yang berupa bit, mud motor, stabilizer, non magnetic drill collar dan drill pipe dengan spesifikasi yang dapat dilihat pada gambar 4.2 sehingga perhitungan volume lumpur pada section 1 dan 2 dapat dilakukan dengan basil sebagai berikut (lampiran Cl - C2) :

1.    Volume Section I

a)    Volume annulus

              Va 79.84 bbl

b)    Volume drill string

       Vdp 1.92 bbl

c)    Volume section I           =   79.84 + 1.92

                                             =   81.76 bbl

2.    Volume Section II

a)    Volume annulus

dp                           =   340.24bb1

dc                           =   207.36bb1

stb                          =   13.83 bbl

Mm                        =   16.83bb1

Volume annulus            =   340.24 + 207.36 + 13.83 + 16.83

                                      =   578.26bb1

              b)    Volume drill string

V dp                       =   4.70 bbl      

V dc 1                    =   2.59 bb1

dc 2                        =   0.11 bbl

dc 3                        =   0.57 bbI

V Stb                     =   0.21 bbl

V Mm                    =   0.21 bbl

V drill string                 =   4.70 + 2.59 + 0.11 + 0.57 + 0.21 + 0.21

                                      =   8.39 bbl

c)    Volume section II         =   578.26 + 8.39

                                             =   586.65 bbl

Gambar 4.3

Sketsa trayek III, 1250 mku

Pada perhitungan volume trayek ketiga Bit 17½  inch dengan kedalaman 1250 mku penggunaan rangkaian drill string tidak jauh berbeda pada operasi pemboran Bit 26 inch, perbedaannya terdapat pada kedalaman dengan menambahkan rangkaian drill pipe pada drill string dan penggunaan ukuran Bit yang lebih kecil adapun perhitungan volume section tiga dengan sebagai berikut (lampiran D1 - D2) :

3.    Volume Section III

a)    Volume annulus

Dp Do Stb Mm

=   651 bbl =   82.08 bbl =   5.10 bbl =   6.16 bbl

Volume annulus            =   651 + 82.08 + 5.10 + 6.16

                                      =   744.34 bbl

b)    Volume drill string

V dp               =   20.83 bbl

V dc 1             =   2.59 bbl

dc 2                 =   0.11 bbl

dc 3                 =   0.57 bbl

V Stb              =   0.21 bbl

V Mm             =   0.21 bbl

V drill string                 =   20.83 + 2.59 + 0.11 + 0.57 + 0.21 + 0.21

                                      =   24.52 bbl

c)    Volume Section III   =   744.34 + 24.52

                                        =   768.86 bbl

d)    Volume Total lubang bor   =  81.76 bbl + 586.65 bbl + 768.86     bbl

                                                  = 1437.27 bbl

Dan hasil perhitungan di atas dapat diketahui volume lumpur dan dapat dicari jumlah penggunaan material treatment dengan perhitungan berikut ini :

V tanki         =   1373.34 bbl (Lampiran E)

V System      =   volume total lubang bor + volume tanki lumpur

V System      =   1437.27 bbl + 1373.34 bbl

                     =   2810.61 bbl

Soda ash      =  

                     =

                     = 7.66 sack soda ash

Dari hasil perhitungan volume lumpur pada operasi pemboran sumur geothermal LMB 9.2 dapat diketahui konsumsi Soda Ash sebanyak 7.66 sack.

Dan setelah dilakukan treatment menggunakan additif tersebut terbukti kualitas lumpur bor tetap terjaga dengan hasil pengukuran lab kandungan Ca⁺⁺ menurun dan 360 mg/l menjadi 60 mg/l sehingga tidak mengganggu proses operasi pemboran sampai selesai.

BAB V

KESIMPULAN

Dari pembahaasan pada bab-bab sebelumnya maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut :

1.         Kontaminasi Cement dan Clay dalam lumpur pemboran Gel polymer pada operasi pemboran sumur LMB 9.2 trayek dua dan tiga menyebabkan sifat fisik lumpur berubah, sehingga dapat mempengaruhi keberhasilan operasi pemboran.

2.         Treatment yang dilakukan pada kontamiasi tersebut di atas dilakukan dengan dua metode yaitu dengan menjalankan fungsi dan Solid Control dan dengan menambahkan zat additif soda ash pada kontaminasi Cement dan pada kontaminasi clay dilakukan dilution.

3.         Dari hasil perhitungan volume lumpur dapat diketahui konsumsi material treatment Soda Ash sebanyak 7.66 sak dengan penggunaan konsentrasi 0.3 lb/bbl menetralisir kandungan Ca⁺⁺ sebesar 360 mg/l menjadi 60 mg/l.

4.         Dari hasil pengukuran lab treatment yang dilakukan pada lumpur bor terhadap kontaminasi Cement dan Clay terbukti dapat memperbaiki sifat fisik lumpur.

DAFTAR PUSTAKA

Baker Hughes INTEQ. 1995. “Drilling Engineering Workbook Rev. B “. Thorne Houston USA.

Baroid Drilling Fluids, Inc. 1998. “Baroid Fluids Handbook”. Houston Baroid Drilling Fluids.

Elsevier. 2005. “Drilling Fluid Processing Handbook”. Burlington USA Elsevier Inc.

Edition Technip. 1999. “Drilling Data Handbook Seventh Edition”. Paris: Institut Francais du Petrole Publications.

Field Adm N110M1/18. PT. PDSI. 2013. “Profil Rig dan spek peralatan”.                 PT. Pertamina Drilling Services Indonesia Area Sumbagsel.

Field Adm MLU Unit PT. Pancuran Karya Mukti 2014. “BHA Rotary Assy”.           PT. Mustika Petrotech Indonesia.

Gunawan, Ruly. 2011. Perhitungan Pembuatan Lumpur Kcl Polymer Phpa Pada Pemboran Di Sumur X Lapangan Y Di Trayek Bit 12 ¼, Laporan Tugas Akhir. (tidak dipublikasikan).

“Program Lumpur Pemboraan Sumur LMB 9.2” PT. Pertamina Geothermal Energy Proyek Lumut Balai”, PHI Drilling Fluids, PT. Petroleum Hidrocarbon Indonesia.

Rubiandini, Rudi. 2004. “Teknik Pemboran dan Praktikum“. Bandung : Institut Teknologi Bandung.