PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
ANALISA LUMPUR PEMBORAN TERHADAP SWELLING CLAY
PADA SUMUR AuXAy LAPANGAN AuAFFIKAHAy Affikah Fara Diba1.
Nur Mukmin2.
Rohima Sera Afifah3
1,2,3
Teknik Perminyakan.
Sekolah Tinggi Teknologi Migas Transad KM.
08 No.
76 RT.
08 Kelurahan Karang Joang.
Balikpapan, 76125.
Indonesia Email: realaffikahfd@gmail.
Abstract In drilling operations, mud planning is one of the most important factors in supporting the success of drilling operations in oil wells.
Planning for the use of drilling mud is used for maximum results in cutting and maintaining drilling wells.
This study aims to determine the cause of swelling and what problems will be caused if swelling control is carried out less than optimally.
In this study, we analyze the mud that will be used in drilling operations, so that it can prevent or minimize swelling of clay in the shale system by adjusting the polyamine content to be used.
After doing the research, it was found that at the "X" well there was no swelling in each route because each route was dominated by alkaline mud which had a pH above 7 then the total polyamine used for the mud system in the "X" well was as much as 3654,903 gal with a concentration of 1.
Keywords : Clay.
Swelling.
Polyamine.
Shale Abstrak Perencanaan lumpur merupakan salah satu faktor penting dalam menunjang suksesnya operasi pemboran pada sumur minyak.
Perencanaan penggunaan lumpur pemboran digunakan demi hasil yang lebih maksimal dalam kegiatan pengangkatan cutting dan perawatan sumur pemboran.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penyebab terjadinya swelling dan masalah apa saja yang akan ditimbulkan apabila kontrol swelling dilakukan kurang maksimal.
Penelitian ini mengalisa lumpur yang akan digunakan dalam operasi pemboran, sehingga dapat mencegah atau meminimalisir terjadi swelling clay pada shale dengan mengatur kandungan polyamine yang akan digunakan.
Setelah dilakukan penelitian didapatkan hasil bahwa pada Sumur AuXAy tidak terjadi swelling di tiap- tiap trayek dikarenakan pada tiap-tiap trayek didominasi oleh lumpur basa yang memiliki PH Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
diatas 7 kemudian untuk total polyamine yang digunakan untuk sistem lumpur pada Sumur AuXAy adalah sebanyak 3654.
903 gal dengan konsentrasi sebesar 1.
Kata Kunci : Clay.
Swelling.
Polyamine.
Shale
PENDAHULUAN
Dalam operasi pemboran perencanaan lumpur merupakan salah satu faktor sangat penting dalam menunjang suksesnya operasi pemboran pada sumur minyak.
Perencanaan penggunaan lumpur pemboran digunakan demi hasil yang lebih maksimal dalam kegiatan pengangkatan cutting dan perawatan sumur pemboran.
Perencanaan lumpur pemboran dimaksudkan untuk menentukan komposisi serta pemilihan additive yang tepat untuk digunakan pada operasi pemboran untuk formasi tertentu.
Selain itu dengan penggunaan jenis lumpur yang sesuai dengan kondisi suatu formasi yang akan ditembus diharapkan dapat menekan penggunaan kapasitas lumpur yang berlebih.
Dalam mengontrol sifat fisik lumpur tidak menutup kemukinan akan terjadi hal-hal yang tidak diinginkan sehingga pada akhirnya akan menyebabkan kerugian yang lumayan Banyak masalah yang terjadi apabila perencanaan lumpur pemboran tidak sesuai diantaranya yaitu hilangnya lumpur pemboran, rangkaian bor terjepit, semburan liar dan shale problem.
Shale problem yang sering terjadi yang sering terjadi pada formasi shale yaitu pengembangan clay akibat bereaksinya shale dengan air atau fluida pemboran atau yang biasa disebut dengan swelling clay.
Menurut PT.
Halliburton .
Sumur AuXAy akan dilakukan operasi pemboran untuk memproduksikan hidrokarbon, oleh karena itu perlu dilakukannya perencanaan penggunaan lumpur pemboran.
Sehingga akan dilakukan penelitian terhadap lumpur yang akan digunakan.
Dalam penelitian ini akan mengalisa tentang lumpur yang digunakan dalam operasi pemboran, sehingga dapat, mencegah atau meminimalisir terjadi swelling clay pada sistem shale dengan mengatur kandungan polyamine yang akan digunakan.
Mineral lempung atau clay dalam struktur molekulnya dapat divisualisasikan sebagai lapisan datar yang terdiri dari molekul alumina dan silikat yang ditumpuk di atas kertas dan disatukan oleh kation, dalam bentuk ion Duong Na atau Ca.
Menurut Grimi .
, mineral lempung secara umum terdiri dari dua unit struktural utama .
yang membentuk balok-balok dalam kisi atom, yaitu:
Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
Tetrahedral, yaitu bangun lima segiempat beraturan dimana atom silica (S.
sebagai pusat dan sudut-sudutnya ditempati oleh atom O dan OH, menunjukkan hubungan antara molekul-molekul dalam satu lapisan.
Tiga dari empat atom oksigen penyusun molekul tersebut terbagi oleh molekul lain yang berdekatan, serta jelas terlihat bahwa atom oksigen pada puncak bangun bersifat lebih besar dan kelak atom inilah yang menjadi sarapan pembentuk ikatan dengan bangun lainnya.
Octahedral, yaitu bangunan berisi delapan beraturan dengan atom alumuniaum sebagai pusat dan sudut-sudutnyai ditempati olehi atom oksigen (O) atau hidroksil (OH), kation positifi pengikat ion Na atau Ca dapat saling bertukar dengan kation atom lainnya yang lebih kuat muatannya, sehingga disebut dengan pertukaran kation (Exchangable Catio.
Kemampuan pertukaran ion ini menunjukkan kereaktifan dari clay (Cation Exchange Capacity / CEC) dan merupakan indikasi adanya sifat clay sertai dapat ditulis sebagai Li C Na C NH C K C Mg2 C4 Ca2 CAl3 C H Dengan kata lain kation yang dikiri akan menggantikan kation yang dikanannya.
Jumlah total dari yang diserap, dinyatakan sebagai milli equivalen per 100 gram clay kering disebut Base Exchange Capacity (BEC).
Berdasarkan komposisi mineral penyusun dan ikatannya, maka mineral clay dapat dikelompokkan menjadi 4 kelompok, yaitu:
Kaolinite [(OH)8Al4Si4O.
Terbentuk dari susunan berulang silica tetrahedral dan satu alumina octahedral, unit gabungan ini disebut Kristal lattice saja.
Bentuk ini memiliki konfigurasi 1:1, gabungan dari dua lattice membentuk Kristal kaolinite.
Ruang yang terbentuk antar dua lattice dalam satu Kristal terikat oleh sisi hydroxil (OH) dari alumina octahedral .
dan sisi oxsigen dari silica tetrahedral.
Ikatan hdirogen mempunyai karakteristik cukup kuat, akibatnya tidak reaktif atau mengembang .
Smectite atau Montmorilonite [(OH)4Al4Si8O20nH2O] Monmorilonite adalah nama lain dari bentonite sebagai viscosifier dan viscosity reducer dalam freshwater mud.
Pada mentmorilonite satu lattice terdiri dari dua silica tetrahedron dan satu alumina octahedron .
onfigurasi 2 : .
Antara dua lattice Kristal ini diikat oleh Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
dua sisi oksigen dari silica tetrahedral.
Ikatan ini tidak begitu kuat dan memungkinkan air masuk kedalamnya, sehingga basal plane bertambah luas .
Dari penelition diketahui ada pergantian Si4 oleh Al3 dalam lempeng tetrahedron menimbulkan ketidakseimbangan muatan minus satu tiap 1.
5 unit Kristal.
Katidakseimbangan tersebut dinetralisir oleh adanya absorpsi Ca2 .
Mg2 .
H .
K dan Na pada permukaan luar dari Kristal-kristal clay.
Illite [(OH)4Ky(Al4Mg4Mg.
(Si8-yAl.
Illite mempunyai struktur konfigurasi 2 : 1, sama seperti mentmorilonite.
Pergantian Si4 pada struktur tetrahedron dengan Al3 , dan Al3 dalam struktur octahedron dengan Fe2 .
Fe3 , dan Mg3 mengakibatkan ketidakseimbangan muatan minus satu per unit Kristal.
Ketidakseimbangan tersebut dinetralisir oleh ion-ion potassium sehingga mengikat unitunit Kristal illite bersama-sama dan mampu mencegah pengembangan karena masuknya molekul-molekul air.
Tetapi bila strukturnya berubah karena pelepasan ion potassium maka illite dapat mengembang bila kontak dengan air.
Attapulgite [(OH)10Mg5Si8O20H2O)] Terbentuk dari rantai panjang silica yang dihubungkan oleh Al 3 atau Mg2 .
Kristalnya berbentuk jarum, partikel attapulgite mempunyai struktur dan bentuk yang sangat berbeda dengan mineral jenis mika.
Partikel clay yang merupakan mineral penyusun shale pada dasarnya terdiri dari dua bentuk mineral, yaitu : silica tetrahedral sheet dan alumina octahedral sheet, berbentuk lempeng tipis dengan ketebalan 7 sampai 17 angstrom unit.
Permukaan lempeng-lempeng partikel ini mempunyai kutub negatif.
Apabila terinvasi oleh air, maka ion hidrogen dari air akan tertarik memasuki celah-celah dari clay tersebut.
Lapisan tipis air yang masuk dalam celah antar lempeng berfungsi sebagai lapisan film dan pelumas, memisahkan ikatan antar clay dengan menurunkan gaya tarik menarik antar partikelnya.
Dalam skala besar invasi air menyebabkan terjadinya pengembangan mineral clay sekaligus menurunkan gaya tarik menarik antar partikel dari shale.
Proses hidrasi air .
ir filtrate lumpur pemboran dan air formas.
oleh clay yang mengakibatkan clay tersebut mengembang .
, tergantung dari jenis air yang terhidrasi .
sin atau tawa.
serta struktur mineral clay yang dapat mengembang .
lay Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
dan clay yang tidak dapat mengembang .
lay non- swellin.
Sedangkan proses hidrasinya berlangsung dengan dua mekanisme, yaitu hidrasi osmosis dan hidrasi
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan adalah pengambilan sample dengan menggunakan alat penguji swelling clay yaitu linear swell meter (LSM).
Metode ini dilakukan untuk melihat pengembangan dan tingkat reaksi dari mineral clay yang diambil dari cutting pada sumur pemboran apabila dikontaminasikan dengan lumpur dasar yang digunakan.
Sampel cutting clay .
umumnya diambil dari shaker rig.
Cutting ini biasanya terkontaminasi dengan lumpur pemboran dan telah kontak dengan atmosfir dengan jangka waktu yang lama.
Pengamatan berikut perlu diperhatikan sebelum mencuci cutting dilakukan.
Tempatkan sampel cutting .
ekitar 200 gram jika memungkinka.
pada saringan 100 mesh kemudian keringkan sampel cutting di oven pada suhu 220oF .
oC) selama 4 jam atau semalaman.
Simpan cutting yang telah bersih di dalam desiccator yang mengandung larutan kalsium kloride brine tersaturasi dimana akan menjaga kelembaban yang konstan sekitar 29,5 %.
Gambar 1.
Contoh Pembacaan Swelling Menggunakan LSM Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
Kalibrasi terhadap alat harus dilakukan selama 2 kali untuk memastikan pembacaan alat benar benar akurat.
Simpan cutting yang telah bersih di dalam desiccator yang mengandung larutan kalsium kloride brine tersaturasi dimana akan menjaga kelembaban yang konstan sekitar 29,5 %.
Kalibrasi terhadap alat harus dilakukan selama 2 kali untuk memastikan pembacaan alat benar benar akurat.
Hasil pengetesan LSM (Linear Swell Mete.
berupa grafik perbandingan waktu terhadap amplitude .
engembangan sampel cla.
dari 4 jenis fluida yang digunakan untuk pengetesan (Gambar .
Terdapat 4 sampel yang telah dikompaksi dengan Compactor for LSM .
000 ps.
dengan kedalaman yang sama yang akan dikontakkan langsung dengan fluida pemboran.
Waktu pengetesan tidak dibatasi untuk setiap sampel.
Waktu tergantung dari seberapa cepat sampel tersebut untuk mengembang maksimal dan terlihat grafik pada aplikasi sudah menunjukkan titik akhir dari swelling (Linea.
Selain secara grafik terlihat pengembangan sampel clay juga dapat dilihat secara fisik.
Untuk contoh grafik pengetesan LSM dapat dilihat pada Gambar 1.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem Lumpur Pada Trayek 17.
5Ay Pada trayek 17.
5Ay dilakukan pemboran dengan bit 8.
5Ay pada interval 66 ft hingga 321 ft kemudian diperbesar dengan bit 17.
5Ay.
Sumur X menggunakan lumpur Hydroguard dari sumur sebelumnya.
Lumpur dari sumur sebelumnya diolah untuk mendapatkan komposisi sesuai program.
Pada tahap ini dilakukan simulasi DrillAhead dari DFG dilakukan setiap hari untuk membantu menganalisa kondisi aktual yang terjadi selama pemboran Sumur X.
Sistem lumpur yang digunakan pada trayek ini adalah hydroguard HPWBM.
Pada trayek ini tidak terjadi masalah dengan solid dan shaker.
Penggunaan sistem High Performance Water Base Mud bertujuan untuk mencegah shale ataupun clay Penggunaan polyamine dengan konsentrasi tertentu sangat dibutuhkan untuk mengatasi masalah-masalah pada operasi pemboran seperti offset well, swelling clay dan sebagainya pada trayek ini konsentrasi polyamine yang digunakan sebesar 1.
5% dengan konsentrasi tersebut didapatkan penggunaan polyamine yang dibutuhkan adalah sebanyak 1202.
Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
Sistem Lumpur Pada Trayek 12.
25Ay Pada trayek 12.
25Ay dijalankan dan dibor sesuai program.
Bagian ini seblumnya dibor dengan bit 8.
5Ay terlebih dahulu dari 321ft hingga 1630ft kemudian diperbesar dengan 25Ay dari 321ft hingga 1630ft.
Ada beberapa mud properties yang belum tercapai sesuai program.
Simulasi DrillAhead dari DFG dilakukan setiap hari untuk membantu menganalisa kondisi aktual yang terjadi selama pemboran di Sumur X.
Hasil simulasi dapat membantu untuk memilih parameter pemboran yang tepat dan efektif yang dapat digunakan untuk memenuhi batasan program pemboran.
Pada section ini lumpur didominasi oleh KCl dan NaCl.
BARASURE
dipertahankan pada 1.
0%-1.
5% saat pengeboran ini untuk mencegah sticky clay.
PH cepat turun saat bertemu batubara.
Untuk meningkatkan pH hingga lebih dari 5 dengan kombinasi lime dan caustic soda dengan perbandingan 1:4 penting untuk menjaga pH diatas 10.
5 agar memiliki integritas cutting yang baik.
Untuk memiliki integritas cutting yang baik perlu mempertahankan 10 ppb LCM pada sistem aktif menggunakan Baracarb-25/50.
Selama pemboran juga terdapat pasir pada formasi tersebut, kemudian dipertahankan kehilangan fluida API di bawah 4 ml dengan menggunakan kombinasi 8 ppb Dextrid dan PAC-LV.
Penggunaan polyamine dengan konsentrasi tertentu sangat dibutuhkan untuk mengatasi masalah-masalah pada operasi pemboran seperti offset well, swelling clay dan sebagainya pada trayek ini konsentrasi polyamine yang digunakan sebesar 1.
5% dengan konsentrasi tersebut didapatkan penggunaan polyamine yang dibutuhkan adalah sebanyak 1143.
Sistem Lumpur Pada Trayek 8.
5Ay Pada Trayek 8.
5Ay dibor dengan menggunakan bit PDC 8.
5Ay.
Dimulai dengan lubang 5Ay dari 1630 ft sampai dengan 7731 ft dengan menggunakan pipa 3-1/2Ay.
Pada tahap ini tetap dilakukan simulasi seperti 2 section sebelumnya hasil simulasi dapat membantu untuk memilih parameter pemboran yang tepat dan efektif yang dapat digunakan untuk memenuhi batasan program pemboran.
Salinitas (KCl dan NaC.
dimulai pada 176.
000 dan ditingkatkan menjadi optimal 000 mg / L, dipertahankan berdasarkan kondisi cutting.
KCl dipertahankan pada Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
11-12%.
BARASURE dipertahankan pada 1% -1,5% saat mengebor bagian ini untuk mencegah sticky clay dan meningkatkan MBT.
Juga sangat penting untuk mempertahankan kehilangan cairan pada < 4 mL / 30 menit, dengan DEXTRID dan N-DRIL HT PLUS.
turun dengan cepat saat bertemu shale dan coal.
Pm.
Pf.
Mf juga turun.
Sedangkan pH yang turun kemudian diamati perbedaan integritas cutting pada shaker.
Meningkatkan pH menjadi 10,5- 11,0 juga dengan kombinasi rasio 1: 4 dari lime dan caustic soda.
Kemudian Penting menjaga pH > 10,5 dengan nilai Pf > 1,0 agar memiliki integritas pemotongan yang baik.
Mempertahankan LCM 10-40 ppb pada sistem aktif menggunakan Baracarb25/50/150.
Selama pemboran juga terdapat pasir pada formasi, kemudian dipertahankan kehilangan fluida API dibawah 4 mL menggunakan kombinasi 8-10 ppb N Drill HT Plus.
Dextrid LTE dan PAC-LV.
Penggunaan polyamine dengan konsentrasi tertentu sangat dibutuhkan untuk mengatasi masalah-masalah pada operasi pemboran seperti offset well, swelling clay dan sebagainya pada trayek ini konsentrasi polyamine yang digunakan 5% dengan konsentrasi tersebut didapatkan penggunaan polyamine yang dibutuhkan adalah sebanyak 1308.
447 galon.
Penggunaan additif pada Sumur AuXAy semua trayek menggunakan jenis lumpur hydroguard adapun komposisi additive yang digunakan dapat dirincikan seperti yang tertera pada Tabel 2.
Tabel 3 dan Tabel 4 sebagai berikut:
Tabel 1.
Komposisi Lumpur Trayek 17.
5Ay Name
Fluid Name
Packaging Aldacide G
HYDRO-GUARD
5 Gal CAN Barazan D HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Barite HYDRO-GUARD
100 lbm BAG
Barolift
HYDRO-GUARD
15 lbm BOX
Caustic Soda
HYDRO-GUARD
25 kg CAN Dextrid LTE
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
PAC LV
HYDRO-GUARD
25 kg BAG Potassium Chloride HYDRO-GUARD 50 kg BAG Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
Tabel 2.
Komposisi Lumpur Trayek 12.
25Ay Name
Fluid Name
Packaging Aldacide G
HYDRO-GUARD
5 Gal CAN Baracarb 50
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Barasure W-674-55
HYDRO-GUARD
55 Gal DRUM
Barazan D HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Caustic Soda
HYDRO-GUARD
25 kg CAN Citric Acid
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Dextrid LTE
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Pac LV
HYDRO-GUARD
25 kg BAG Potassium Chloride HYDRO-GUARD 50 kg BAG Sodium Bicarbonate HYDRO-GUARD 25 kg BAG Sodium Chloride HYDRO-GUARD 50 kg BAG Tabel 3.
Komposisi Lumpur Trayek 8.
5Ay Name
Fluid Name
Packaging Aldacide G
HYDRO-GUARD
5 Gal CAN Baracarb 150
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Baracarb 25
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Baracarb 50
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Baracarb 5
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Barasure W-674-55
HYDRO-GUARD
55 Gal DRUM
Barazan D HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Barite HYDRO-GUARD
5 tonne BAG
Barite HYDRO-GUARD
100 lbm BAG
Caustic Soda
HYDRO-GUARD
25 kg CAN Clay Grabber
HYDRO-GUARD
5 Gal CAN Dextrid LTE
HYDRO-GUARD
25 kg BAG Lime Hydrated HYDRO-GUARD 25 kg BAG Artikel diterima 11 Maret 2019.
Online 21 Maret 2019.
PETROGAS Volume 1.
Nomor 1.
Maret 2019
ISSN - 2656-5080
N-Dril HT
HYDRO-GUARD
50 lbm BAG
Pac LV
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
Potassium Chloride HYDRO-GUARD
50 kg BAG
Sodium
HYDRO-GUARD
25 kg BAG
HYDRO-GUARD
50 kg BAG Bicarbonate Sodium Chloride KESIMPULAN Berdasarkan penelitian sistem lumpur pada Sumur AuXAy Lapangan AuAFFIKAHAy kesimpulan yang didapatkan adalah swelling clay terbentuk akibat lumpur yang menyerap terlalu banyak air yang menyebabkan kegagalan dalam sistem lumpur yang dapat membuat lumpur memiliki volume yang relative besar, total polyamine yang digunakan untuk sistem lumpur pada Sumur AuXAy adalah sebanyak 3654.
903 gal dengan konsentrasi sebesar 1.
Swelling terjadi apabila lumpur dalam keadaan asam sehingga pada penelitian ini tidak terjadi swelling di tiap-tiap trayek dikarenakan pada tiap-tiap trayek didominasi oleh lumpur basa yang memiliki PH diatas 7.
DAFTAR PUSTAKA