PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT LUMPUR ...lib.ui.ac.id/file?file=digital/2017-10/20379329-TA1442...PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT LUMPUR PENGEBORAN BERBAHAN DASAR AIR ( WATER BASED-MUD) LAPORAN

PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT LUMPUR PENGEBORAN BERBAHAN DASAR AIR

( WATER BASED-MUD )

LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN

Oleh :

SITA AMALIA ( 2304310019)

PROGRAM DIPLOMA 3 KIMIA TERAPAN DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS INDONESIA

2007

LEMBARAN PERSETUJUAN

PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT LUMPUR

PENGEBORAN BERBAHAN DASAR AIR

(WATER BASED MUD)

LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN

Disusun Oleh :

SITA AMALIA

(2304310019)

DISETUJUI OLEH :

Untung Sudarsono Dr. Riwandi Sihombing 1st Mentor 2st Mentor

Achmad Munawir Head of Manager R&D

i

Pengaruh koh..., Sita Amalia, FMIPA UI, 2007.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat

rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya laporan Praktik Kerja Lapangan (PKL)

ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Walaupun dalam

waktu yang relatif singkat, tetapi banyak sekali manfaat yang bisa

diperoleh dalam program PKL ini baik berupa ilmu pengetahuan dan

pengalaman kerja yang dapat dijadikan bekal dalam memasuki dunia

kerja.

Laporan Praktik Kerja Lapangan (PKL) ini berjudul “ Pengaruh

KOH Terhadap Sifat Water Based – Mud “. Laporan ini disusun sebagai

tugas akhir untuk memenuhi syarat kelulusan program studi D3 Kimia

Terapan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Indonesia. Laporan ini merupakan hasil Praktik Kerja Lapangan yang

dilaksanakan pada tanggal 15 Maret 2007 sampai 30 April 2007,

bertempat di PT M-I Indonesia, T.B Simatupang, Jakarta Selatan.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-

besarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu selama proses

pelaksanaan praktik lapangan sampai terselesainya penyusunan laporan

ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :

1. Papa dan Mama tercinta yang terus memberikan dukungan baik

moral maupun materi, serta adikku dan kakakku tersayang yang

ii


selalu setia memberikan dukungan. Semoga Allah SWT

senatiasa melindungi mereka dari marabahaya dan

memudahkan segala urusannya.

2. Ibu Dra. Susilowati Hs., M. Sc., serta Ibu Ir. Widyastuti M. Sc.,

selaku ketua Jurusan dan Sekretaris Program D3 Kimia

Terapan Departemen Kimia FMIPA Universitas Indonesia.

3. Bapak Dudy Gustiza, direktur., selaku HRD PT. M-I Indonesia

atas kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat

melaksanakan kerja Praktek di PT. M-I Indonesia.

4. Bapak Achmad Munawir, selaku pimpinan Lab Technical Asia

Pasifik PT. M-I Indonesia.

5. Bapak Untung Sudarsono, selaku Pembimbing I, atas

kepercayaan, petunjuk dan bimbingannya kepada penulis.

6. Mas Salomo Denny A. S, selaku pembimbing aku selama PKL.

Terima kasih atas bimbingannya.

7. Bapak Dr. Riwandi Sihombing, selaku Pembimbing II.

8. Bapak Sultan Bajri, selaku Pembimbing Akademik, atas

bimbingan, dorongan dan nasehatnya.

9. Mas kis, Mas Arif, Mas gomgom, Mas Uki, Mas ipul, Mas

Bambang, dan Mba Yani, terima kasih atas bimbingannya dan

membantu serta nasihatnya.

iii


10. Seluruh staf pengajar dan TU D3 Kimia Terapan FMIPA UI,

khususnya Mas Hadi atas bantuannya selama tiga tahun

terakhir.

11. Sahabat-sahabatku Diah, Annisa, Anita, Ike. Terima kasih atas

dukungan, semangat dan kesetiaan kalian yang selalu

disampingku. Semoga kita bersahabat selamanya.

12. Kak Lalang, Kak Yuda, Kak Gosa, Kak Donny, Kak Yoga, Kak

Fredo, Farid atas semangatnya untuk mendukung selama PKL.

13. Teman-teman seperjuanganku di Kimia Terapan 2004 Heru,

Hadi, Vino, Putu, Rasyid, Selfi, Ani, Novi dan seluruh teman-

teman yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu,

sukses untuk kalian semua.

14. Rekan-rekan Kimia Terapan 2000, 2001, 2002, 2003, 2004,

2005, 2006 dan Alumni, semoga menjadi orang yang berguna

bagi nusa dan bangsa.

15. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak

kekurangan, sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dari pembaca, akhirnya penulis berharap semoga laporan ini

dapat bermanfaat bagi penulis maupun para pembaca.

Depok, Mei 2007

Penulis

iv


v


ABSTRAK

PROGRAM DIPLOMA III KIMIA TERAPAN

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDONESIA

SITA AMALIA (2304310019)

PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT WATER BASED MUD

(xiii + 96 halaman ; tabel, gambar, lampiran)

Lumpur pengeboran merupakan bagian yang penting dalam proses

pengeboran. Klasifikasi lumpur pengeboran dilihat berdasarkan fasa

fluidanya : air (water base), minyak (oil base) atau gas. Lumpur

pengeboran berbahan dasar air yaitu fasa kontinyunya adalah air. ini

merupakan tipe lumpur pengeboran yang paling banyak digunakan. 75%

lumpur pengeboran menggunakan air. Istilah oil base digunakan bila

minyaknya lebih dari 95%.

Lumpur pengeboran memiliki fungsi utama antara lain mengangkat

cutting ke permukaan, mendinginkan dan melumasi mata bor dan kawat

bor, mengontrol tekanan formasi, memberi dinding pada lubang bor

dengan mud cake, melepaskan pasir dan cutting dipermukaan.

v


Pengaruh pH sangat penting dalam lumpur pengeboran. Pemilihan

pH merupakan prioritas utama untuk mengoptimalkan karakteristik dari

sifat lumpur pada saat pengeboran dilakukan yaitu dengan menaikkan pH.

Salah satu cara menaikkan pH dengan penambahan berat KOH.

Komposisi dan sifat-sifat lumpur sangat berpengaruh pada pengeboran.

Untuk mengetahui kualitas lumpur berbahan dasar air dengan adanya

pengaruh pH dilakukan uji sifat lumpur antara lain berat lumpur (density),

sifat rheology (viskositas dan gel strength), API fluid loss, alkalinitas, total

kesadahan, dan kalsium.

Dari data hasil pengukuran sampel diperoleh penurunan pada nilai

yield point, gel strength serta kenaikan pada data fluid loss dan pH yang

diakibatkan penambahan KOH pada jumlah yang bervariasi. Sampel

Water Based Mud ini layak untuk digunakan dalam lumpur pengeboran

dan biasanya parameter yang dilakukan dalam pembuatan sesuai dengan

permintaan perusahaan minyak.

vi


DAFTAR ISI

Hal

LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………………….i

KATA PENGANTAR……………………………………………………………..ii

ABSTRAK…………………………………………………………………………v

DAFTAR ISI……………………………………………………………………...vii

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

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

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

BAB I : PENDAHULUAN………………………………………………………1

1.1. Latar Belakang PKL………………………………………………..2

1.2. Waktu dan Tempat…………………………………………………3

1.3. Tujuan……………………………………………………………….3

1.3.1. Tujuan Umum…………………………………………….3

1.3.2. Tujuan Khusus……………………………………………4

BAB II : PERUSAHAAN M-I INDONESIA…………………………………...6

2.1. Sejarah dan Perkembangannya………………………………….6

2.2. Wilayah Basis……………………………………………………….7

2.3. Diagram Organisasi………………………………………………...9

2.4. Laboratorium Asia Pasifik Regional……………………………..12

BAB III : LUMPUR PENGEBORAN………………………………………...15

3.1. Lempung dalam Lumpur Pengeboran…………………………..15

3.2. Lumpur Pengeboran……………………………………………....24

vii


3.3. Fungsi Lumpur Pengeboran……………………………………...27

3.4. Sifat-Sifat Lumpur Pengeboran………………………………….30

3.4.1. Densitas dan Sand Content…………………………....31

3.4.2. Viskositas dan Gel Strength……………………………33

3.4.3. Filtrasi dan Mud Cake…………………………………..36

3.4.4. Analisis Kimia Lumpur Pengeboran…………………..38

3.5. Jenis Lumpur Pengeboran……………………………………….39

3.5.1. Fresh Water Mud………………………………………..41

3.5.2. Salt Water Mud………………………………………….48

3.5.3. Oil-In-Water Emulsion Mud…………………………….52

3.5.4. Oil Base dan Oil Base Emulsion Mud…………………54

3.5.5. Gaseous Drilling Fluid…………………………………..56

3.6. Kontaminasi Lumpur Pengeboran……………………………….57

BAB IV : PERCOBAAN……………………………………………………….59

4.1. Pembuatan Sampel Dasar……………………………………….59

4.1.1. Pembuatan Sampel + KOH…………………………….60

4.2. Uji Berat Lumpur…………………………………………………..61

4.2.1. Peralatan…………………………………………………61

4.2.2. Prosedur………………………………………………….62

4.2.3. Perhitungan………………………………………………63

4.3. Analisis Sifat Rheology (Viscosity dan Gel Strength)………….63

4.3.1. Scope……………………………………………………..64

4.3.2. Peralatan…………………………………………………65

viii


4.3.3. Prosedur………………………………………………….66

4.3.4. Perhitungan………………………………………………67

4.4. Analisis Fluid Loss………………………………………………...68

4.4.1. Peralatan…………………………………………………68

4.4.2. Prosedur………………………………………………….68

4.4.3. Perhitungan………………………………………………69

4.5. Analisis Parameter Alkalinitas,

Total Kesadahan, Ca2+ dan pH…………………………………...70

4.5.1. Analisis Alkalinitas………………………………………70

4.5.1.1. Peralatan……………………………………….70

4.5.1.2. Prosedur……………………………………….71

4.5.2. Analisis Total Kesadahan………………………………72

4.5.2.1. Peralatan……………………………………….72

4.5.2.2. Prosedur……………………………………….73

4.5.2.3. Perhitungan……………………………………73

4.5.3. Analisis Ca2+ dan Mg2+…………………………………73

4.5.3.1. Peralatan……………………………………….73

4.5.3.2. Prosedur……………………………………….74

4.5.3.3. Perhitungan……………………………………74

4.5.4. Uji pH……………………………………………………..74

4.5.4.1. Peralatan………………………………………74

4.5.4.2. Prosedur……………………………………….75

4.6. Hasil Pengamatan…………………………………………………76

ix


4.6.1. Pengolahan Data………………………………………..77

4.7. Pembahasan……………………………………………………….85

4.8. Kesimpulan…………………………………………………………88

BAB V : PENUTUP…………………………………………………………….89

5.1. Hasil PKL…………………………………………………………..89

5.2. Manfaat PKL……………………………………………………….89

5.3. Saran……………………………………………………………….90

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………92

LAMPIRAN………………………………………………………………………93

x


DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 1 : Letak Office dan Warehouses PT M-I Indonesia………….10

2. Gambar 2 : Struktur Organisasi……………………………………………11

3. Gambar 3: Partikel Lempung Montmorillonite yang Ideal………………18

4. Gambar 4 : Struktur Lempung Pyrophyllite………………………………19

5. Gambar 5 : Struktur Lempung Smectite………………………………….20

6. Gambar 6 : Struktur Clay…………………………………………………..20

7. Gambar 7 : Alat Pengukur Berat Lumpur………………………………...32

8. Gambar 8 : Alat Pengukur Viskositas…………………………………….34

9. Gambar 9 : Alat Pengukur Viskositas…………………………………….35

10. Gambar 10 : Alat Pengukur Fluid Loss………………………………….37

11. Gambar 11 : Flowchart Preparasi Sampel……………………………...60

12. Gambar 12 : Grafik Konsentrasi KOH Vs Plastic Viscosity…………...79

13. Gambar 13 : Grafik Konsentrasi KOH Vs Yield Point………………….79

14. Gambar 14 : Grafik Konsentrasi KOH Vs Apparence Viscosity………79

15. Gambar 15 : Grafik Konsentrasi KOH Vs Gel Strength (10 Min)…….80

16. Gambar 16 : Grafik Konsentrasi KOH Vs Gel Strength (10 Sec)…….81

17. Gambar 17 : Grafik Konsentrasi KOH Vs Filtrat………………………..82

18. Gambar 18 : Grafik Konsentrasi KOH Vs pH…………………………..84

xii


DAFTAR TABEL

1. Tabel 1 : Lokasi Sumur Pengeboran PT M-I Indonesia…………………8

2. Tabel 2 : Jenis Lempung Pada Umumnya……………………………….23

3. Tabel 3 : Bahan-Bahan dalam Pembuatan Sampel…………………….59

4. Tabel 4 : Data Hasil Pengukuran Secara Keseluruhan…………………76

5. Tabel 5 : Data Hasil Pengukuran Berat Lumpur…………………………77

6. Tabel 6 : Data Hasil Pengukuran Viskositas……………………………..78

7. Tabel 7 : Data Hasil Pengukuran Gel Strength………………………….80

8. Tabel 8 : Data Hasil pengukuran API Fluid Loss………………………..81

9. Tabel 9 : Data Pengukuran Total kesadahan, Ca2+ dan Mg2+…………83

10. Tabel 10 : Data Pengukuran pH…………………………………………84

xi


DAFTAR LAMPIRAN

1. Lampiran 1 : Conversion Constant………………………………………93

2. Lampiran 2 : Conversion Table for Mud Density……………………….94

3. Lampiran 3 : Contoh Bahan yang Umum Digunakan

dalam Pembuatan Lumpur Pengeboran…………………95

xiii


1

BAB I

PENDAHULUAN

Negara Indonesia merupakan negara yang terkenal dengan

kekayaan alamnya dan sebagai salah satu negara berkembang saat ini,

tidak terlepas dari peningkatan sumber daya manusianya. Seiring dengan

kemajuan dunia teknologi begitu juga dengan perkembangan kurikulum di

dunia akademi sehingga program disesuaikan dengan kapasitas

kemampuan pengajar serta fasilitas yang mendukung kegiatan di

Universitas. Dalam hal ini, dunia industri melakukan hal yang sama.

Mengamati perkembangan dunia analog menjadi digital, meskipun tidak

semua peralatan yang digunakan dengan teknologi digital, dikarenakan

situasi, kondisi, dan keperluan. Kebanyakan digunakan alat mekanik untuk

mendukung kerja mereka. Perusahaan-perusahaan besar mencoba

memperbarui teknologi peralatan mekanik mereka untuk disesuaikan

dengan fungsi yang sangat beragam dan penekanan biaya operasi. Peningkatan proses industrialisasi sebagai suatu manivestasi

kemajuan teknologi dan perkembangan seperti juga negara-negara

berkembang lainnya dengan perkembangan serta persaingan didalam

bidang industri, hal yang menjadi pondasi utama dalam industri adalah

kemampuan untuk menguasai, memanfaatkan dan melakukan

pengembangan serta penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi

(IPTEK) sehingga dapat menghasilkan produk baru yang memiliki kualitas


2

yang lebih baik dan dapat bersaing dan mensejajarkan diri dengan negara

lain yang lebih maju.

1.1. Latar Belakang PKL

Untuk membentuk sumber daya manusia dalam dunia industri,

Departemen Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

membuat program Diploma yang salah satu programnya adalah

melakukan Praktik Kerja Lapangan (PKL), yang harus dilakukan dalam

mempersiapkan mahasiswa untuk terjun ke masyarakat, khususnya

masyarakat industri/lembaga.

Praktik Kerja Lapangan merupakan salah satu prasyarat yang

harus dilengkapi oleh mahasiswa program D3 Kimia Terapan dalam

melengkapi syarat kelulusan, dan praktik kerja ini memiliki 4 sks. Praktik

Kerja Lapangan (PKL) ini bertujuan agar mahasiswa dapat melihat

langsung penerapan ilmu kimia baik dalam bidang penelitian maupun

industri. Dengan melihat langsung penerapan-penerapan ilmu yang

diperoleh selama menuntut ilmu kimia pada dunia industri, diharapkan

mahasiswa mempunyai gambaran yang nyata tentang penerapannya di

bidang industri kimia. Selain itu, dapat menjadi bahan evaluasi bagi pihak

industri tentang sejauh mana persiapan lembaga pendidikan dalam upaya

menyiapkan sumber daya manusia yang berkualitas.


3

1.2. Waktu dan Tempat Praktik Kerja Lapangan

Praktik Kerja Lapangan ini dilakukan di :

Perusahaan : PT. M-I Indonesia

Alamat : Jl. Let. jend. T.B Simatupang No. 41 Jakarta

12550

Waktu : 15 Maret 2007 – 30 April 2007

Lokasi : Laboratorium Technical Asia Pasifik

1.3. Tujuan

Tujuan Praktik Kerja Lapangan meliputi tujuan umum dan khusus, antara

lain :

1.3.1. Tujuan Umum

1. Mengembangkan sikap profesional serta mendisiplinkan

diri sebagai bekal untuk memasuki dunia kerja.

2. Meningkatkan dan mengembangkan proses penyerapan

teknologi baru dari tempat praktik kerja.

3. Memperoleh kesempatan untuk mendapatkan

pengalaman kerja dalam lingkungan kerja yang

sebenarnya dan mempersiapkan mahasiswa untuk

memasuki dunia industri atau dunia kerja dalam konteks

nyata.


4

4. Memperoleh masukan untuk memperbaiki,

mengembangkan serta meningkatkan kesesuaian antara

program pendidikan dan dunia kerja.

5. Menerapkan ilmu yang didapat dalam proses perkuliahan

untuk diaplikasikan ke dalam dunia kerja.

6. Menjalin kerjasama yang baik antara pihak Program DIII

Kimia Terapan FMIPA UI dengan pihak industri atau

instansi pemerintah sehingga membuka peluang bagi

mahasiswa lain yang ingin melakukan Praktik Kerja

Lapangan di tempat yang sama.

7. Sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Program D

III Kimia Terapan Departemen Kimia Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Indonesia.

1.3.2. Tujuan Khusus

1. Menumbuh kembangkan dan memantapkan sikap

profesionalisme mahasiswa dalam memasuki lapangan

kerja.

2. Mendapatkan kesempatan mengaplikasikan ilmu dan

pengetahuan yang diperoleh selama masa pembelajaran

dalam kegiatan produksi.

3. Memahami lebih jauh sifat-sifat water based-mud.


5

4. Mempelajari proses kontrol kualitas pembuatan water

based mud mulai dari persiapan bahan baku sampai

menganalisis.

5. Meningkatkan wawasan mahasiswa dalam aspek

potensial dunia kerja seperti struktur organisasi, disiplin,

lingkungan, safety dan sistem kerja, serta penerapannya

dalam upaya menganalisis hasil suatu produksi.


6

BAB II

PERUSAHAAN M-I INDONESIA

2.1. Sejarah dan Perkembangannya

Singkatan M-I Indonesia yaitu Magcobar- IMCO Indonesia.

Perusahaan M-I Indonesia dapat disebut juga dengan PT M-I

SWACO. M-I SWACO merupakan perusahaan terbesar di dunia

mewakilkan dunia bisnis yang meliputi pengeboran, waduk

pengeboran dalam dan penyelesaian fluida serta pelayanan pada

industri perminyakan; peralatan solid-kontrol dan pelayanan

terhadap lingkungan; dan pelayanan yang berkaitan dengan kota

dan pasar industri.

M-I SWACO merupakan pemasok terbesar didunia pada

pelayanannya dan perusahaan yang paling sukses pada bisnis

pengeboran fluida. Hasil dari kesuksesan ini, kita menginvestasikan

lebih pada penelitian dan perkembangan pengeboran fluida dan

didukung dengan teknologi dibandingkan dengan beberapa

pesaing kita.

Kantor M-I SWACO Indonesia yang berpusat di Jakarta juga

merupakan pusat laboratorium Asia Pasifik Regional, dimana

menyediakan Technical Services dan didukung dengan QA/QC.


7

Fasilitas yang termasuk disini antara lain peralatan uji spesifik high-

tech oil-field, prosedur dan team leader.

Pada kondisi ini laboratorium regional kita, M-I SWACO

mempunyai fasilitas R&D yang sangat luas di Stavanger-Norway

dan Houston-USA. M-I SWACO Indonesia menyediakan personel

yang berpengalaman, tehnical dan laboratorium yang mendukung

di Jakarta, Balikpapan, Duri dan fasilitas logistic di Batam dan

kalijapat, Jakarta utara.

2.2. Wilayah Basis

M-I SWACO merupakan pemimpin pasar dalam

menyediakan pengeboran fluida dan pelayanan lebih dari 30 tahun

di Indonesia. IMCO Services Indonesia dan Dresser Magcobar

Indonesia merupakan pesaing yang aktif di Inonesia sampai

keduanya bergabung pada tahun 1996. M-I SWACO mempunyai

cara penyelesaian fluida dengan menyediakan lebih dari 1000

sumur pengeboran dibandingkan dengan 24 operator di Indonesia.


8

Tabel 1 mengenai lokasi sumur pengeboran milik PT M-I Indonesia

Location Operations Total Wells

Bali Bali Geothermal 8

Java Central Java Geothermal 44

East Java Offshore 11

Java Sea Offshore 205

West Java Geothermal 95

West Java Land 50

Irian Jaya Irian Jaya Land 32

Irian Jaya Offshore 11

Kalimantan East Kalimantan Onshore 126

East kalimantan Offshore 106

South kalimantan Land/Tanjung 6

Madura West Madura Offshore 6

Malacca Malacca Straits 4

Maluku Maluku Land 2

Natuna Natuna Sea Offshore 161 Sulawesi (Celebes) Central Sulawesi Land 9

Central Sulawesi Offshore 6

East Sulawesi Offshore 3

Sumatra Central Sumatra Land 85

North Sumatra Land 101

North Sumatra Offshore 11

North Sumatra Geothermal 10

Padang Island Land 4

South Sumatra Land 295


9

M-I Indonesia memiliki 3 kantor lainnya yang merupakan cabang

perusahaan ditempat yang berbeda-beda di Indonesia antara lain Batam,

Balikpapan - Kalimantan, Kalijapat – Tanjung Priok. PT M-I Indonesia

merupakan inventor terbesar barit, bentonit, dan material lumpur lainnya

dan zat kimia mengikuti :

Batam – termasuk fasilitas barite dan bentonit.

Balikpapan – termasuk fasilitas barite dan bentonit.

Kalijapat , Tanjung Priok – termasuk barite bentonit.

Cabang di Kali japat berlokasi di Jakarta utara dan dekat dengan

pelabuhan Tanjung Priok.

Cabang di Batam merupakan industri penggilingan barite dan bentonit,

fasilitas lumpur berbahan dasar minyak, dan lain sebagainya. Fasilitas M-I

Batam adalah mempunyai sertifikat API.

Cabang di Balikpapan, M-I Balikpapan didukung dengan laboratorium

yang berlokasi di blok yang sama oleh kantor yang mana memiliki

kemampuan dan didukung dengan uji lapangan berdasar minyak pada

lumpur yang sama baiknya dengan lumpur pengeboran berbahan dasar

air dan uji QA/QC pada produk lokal.

Peta warehouses dari PT M-I Indonesia dapat dilihat pada Gambar 1.

2.3. Diagram Organisasi

Diagram organisasi M-I Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2.


10

Gambar 1 : Letak office dan warehouses PT M-I Indonesia


11

Gambar 2 : Struktur organisasi PT M-I Indonesia


12

2.4. Laboratorium Asia Pasifik Regional

Pusat laboratorium M-I SWACO bertempat di Jakarta.

Laboratorium ini dilengkapi dengan peralatan yang bagus termasuk

yang digunakan untuk analisis HTHP dan uji shale inhibition.

Laboratorium di Jakarta ini memiliki staf dengan 6 orang lab

tehnical dan berpengalaman dibawah lab manager.

Bagian dari komitment M-I SWACO seperti pelayanan

perusahaan dalam menyediakan nilai pelayanan dengan teris

menerus diperbaiki. Setelah ditinjau persyaratan sesuai dengan

Indonesia, M-I SWACO diakui berpotensi sehingga laboratorium

dapat diperluas untuk memasukkan range yang lebih luas pada

peralatan dan kemampuan pengujian yang sama baiknya dengan

memperbaiki semua efisiensi dari fasilitas. Sehingga pada tahun

2002, M-I SWACO diperluas laboratorium regional technical

services yang bertempat di Jakarta dari 78 m2 menjadi 154 m2.

Area pada 86 m2 juga ditentukan untuk kantor.

Penambahan tempat di laboratorum dibolehkan untuk

pemisahan fungsi kerja dengan gambaran untuk memperbaiki

pelaksanaan efisiensi dan pekerjaaan kesehatan dan keselamatan.

Fasilitas laboratorium termasuk antara lain :

Bagian HTHP (43 m2) untuk semua peralatan suhu tinggi dan

ataua tekanan tinggi seperti fann 70, fann 90, roller ovens,

HTHP filtrasi, Tempco HTHP rheometer.


13

Ruang Pencampuran (33 m2) berisi stasiun berat produk,

pencampuran fluida dan perlatan perbaikan dengan tujuan

memisahkan kebisingan dari tempat peristirahatan laboratorium.

Bagian terpenting dari laboratorium untuk uji standar lab, produk

Qa/QC dan kerja analisis. Bagian ini termasuk instrument

seperti Brookfield Rheometer, Malvern PSD analyzer dan shale

wafer swellmeter.

Laboratorium tehnical M-I SWACO di Jakarta mempunyai

kemampuan mendupikasi dalam uji standarsasi lapangan. Sebagai

contoh, dalam laboratorium kita bisa uji sampel lapangan, jadi untuk

meyakinkan hasil atau untuk membuat pekerjaan sesuai yang

ditugaskan. Laboratorium jakrata juga mempunyai sumber

penghasilan untuk melakukan sederetan dari uji shale inhibition,

swellmeter, disperse, slake durability, pertumbuhan, CEC, dan

ketahanan yang terbesar.

Pengaruh suhu tinggi dan tekanan tinggi didalam fluida

dapat dengan praktis dipantau menggunakan alat HTHP : Fann 70

& Tempco HTHP visco rheometer, Fann 90 & OFI dynamic HTHP

filtrasi, rolling oven.

Peralatan khusus lainnya termasuk Brookfield rheometer

untuk pengukuran viskositas rate share rendah seperti 0.3 rpm dari

system reologi fluida yang dimodifikasi. Laboratorium juga termasuk

Malvern Microplus Particle Size Distribution (PSD) Analyzer,


14

Stickance Meter dan Lubricty meter untuk mengevaluasi

selanjutnya dalam pengaruh padatan/minyak pada pengeboran

fluida.


15

BAB III

LUMPUR PENGEBORAN

3.1. Lempung dalam lumpur pengeboran

Lempung adalah istilah luas yang digunakan untuk menjelaskan

atau menggambarkan sedimen, tanah atau karang yang tersusun atas

butiran/partikel mineral yang luar biasa dan bahan organik. Biasanya

lempung lembut dan plastis ketika basah, tetapi menjadi keras ketika

kering. Lempung juga digunakan sebagai istilah kelompok untuk partikel

dengan ukuran diameter kurang dari 2 mikron yang mana termasuk

sebagian besar mineral-mineral lempung. Mineral lempung adalah butiran mineral alumunium silikat yang

mempunyai mikrostruktur yang cukup tertentu. Dalam klasifikasinya

secara mineralogy, mineral-mineral lempung diklasifikasikan sebagai

lapisan silikat karena strukturnya dominan terdiri dari lapisan yang

terbentuk silika dan alumina. Masing-masing lembaran tipis, struktur

seperti pelat dan dikatakan unit lapisan.

Dalam industri pengeboran cairan, mineral lempung tertentu seperti

smectite, komponen terbesar yang digunakan untuk mengatur viskositas,

struktur gel dan kontrol fluid loss. Bentuk lempung yang disatukan ke

dalam sistem pengeboran cairan pada operasi pengeboran dapat


16

menyebabkan berbagai masalah. Jadi, mineral lempung dapat

menguntungkan atau merugikan pada sistem fluida.

Secara geologi, bentonit berasal dari abu vulkanik. Salah satu

penyimpanan terbesar abu vulkanik terjadi lebih 60 juta yang lalu dalam

wilayah Amerika Utara yang sekarang dikenal sebagai Bukit Wyoming.

Tipe-Tipe Lempung

Terdapat jumlah besar mineral lempung tetapi bila kita fokuskan

pada fluida pengeboran dapat dikategorikan ke dalam tiga tipe kristal. Tipe

pertama adalah berbentuk jarum, tidak dapat mengembang, contohnya

attapulgite atau sepiolite. Dipercaya bahwa bentuk partikel bertanggung

jawab pada kemampuan menaikkan viskositas. Ukuran kristal alami dan

bentuk jarum menyebabkan pembentukan struktur “ timbunan belukar “

dalam suspensi dan karena itu menunjukkan kestabilan koloid yang tinggi

yang sama dengan keberadaan konsentrasi elektrolit yang tinggi yang

disebabkan oleh bentuk dan sifatnya yang tidak mengembang. Lempung

ini mempertunjukkan kontrol filtrasi yang sangat kurang. Dengan alasan

ini, attapulgite pada dasarnya digunakan sebagai pembangun viskositas

dalam lumpur saltwater dan sepiolite sering digunakan sebagai

supplemental viskosifier untuk geothermal dan zat cair pada temperatur

tinggi. Lempung-lempung ini jarang dalam bentuk serpihan batu. M-I sells

attapulgite mempunyai nama SALT GEL dan sepiolite mempunyai nama

DUROGEL.


17

Tipe yang kedua adalah seperti pelat/piringan, tidak mengembang

atau sedikit mengembang, contohnya : illite, chlorite dan kaolinite. Tipe

yang ketiga adalah seperti piringan. Montmorillonite yang sangat mudah

mengembang. Tipe kedua dan ketiga mineral lempung ditemukan dalam

bentuk serpihan batu yang dapat disusun jenisnya berdasarkan

penurunan jumlah : (1) illite, (2) chlorite, (3) montmorillonite dan (4)

kaolinite. Karena lempung-lempung ini berada dalam formasi pengeboran,

mereka terdispersi dalam sistem bentuk serpihan batu biasanya kalsium

montmorillonite karena kalsium montmorillonite dalam keseimbangan

dengan susunan air, yang mana pada umumnya kaya akan kalsium.

Lempung terdapat di alam dengan struktur timbunan atau lapisan

dengan masing-masing lapisan dengan ketebalan ± 10 oA. Ini berarti

terdapat sekitar jutaan lapisan lempung per millimeter. Masing-masing

lapisan lempung sangat fleksibel, sangat tipis dan mempunyai luas

permukaan yang sangat besar. Suatu partikel lempung dapat

digambarkan seperti lembaran kertas. Lempung biasanya terdapat dalam

dua tipe, yaitu lempung dua lapis seperti kaolin atau tiga lapis seperti

montmorillonite, chlorite atau illite. Tiap partikel lempung seperti pelat

terdiri dari timbunan paralel unit lapisan. Tiap unit lapisan adalah

kombinasi tetrahedral yang tersusun atas lembaran silica dan octahedral

yang tersusun atas lembaran alumina atau magnesia. Lempung tiga lapis

dibangun dari unit lapisan yang tersusun dari dua lembaran tetrahedral


18

pada salah satu bagian dari satu lembaran octahedral dan seterusnya,

yang tampak seperti sandwich (lihat Gambar 3).

Lempung dua lapis dibangun dari unit lapisan yang terdiri hanya satu

lembar tetrahedral dan satu octahedral. Lempung dapat bermuatan netral

atau negatif. Contohnya : Pyrophyllite [Al2Si4O10 – (OH)2], suatu lempung

netral yang ditunjukkan dalam Gambar 4, dan montmorillonite yang

bermuatan negatif.

Gambar 3 : Partikel Lempung Montmorillonite yang ideal


19

Gambar 4 : Struktur Lempung Pyrophyllite

Lempung Montmorillonite

( Lempung Lapis Tiga )

Jika satu atom magnesium (Mg2+) disubtitusi untuk satu atom

aluminium (Al3+) dalam kisi-kisi struktur, ini akan memiliki kelebihan

elektron atau muatan negatif. Muatan negatif dihasilkan oleh adsorbsi

kation (ion positif) pada permukaan unit lapisan, baik pada bagian dalam

maupun permukaan luar timbunan.

Kation yang diadsorbsi pada permukaan unit lapisan dapat

dipertukarkan dengan kation lain dan disebut kation yang dapat

dipertukarkan dari lempung. Jumlah kation perberat lempung diukur dan

dilaporkan sebagai CEC. Kation dapat bermuatan ion tunggal seperti

natrium atau bermuatan dua seperti kalsium (Ca2+) atau magnesium

(Mg2+). Jadi, kita mempunyai natrium montmorillonite. Sifat khas dari


20

montmorillonite adalah dapat mengembangnya lapisan dalam dengan air.

( Lihat Gambar 5&6 ).

Gambar 5 : Struktur Lempung Smectite

Gambar 6 : Struktur Clay


21

Sebagai tambahan, substitusi magnesium untuk alumunium dalam

kisi-kisi montmorillonite, substitusi yang lain mungkin juga terjadi. Jadi,

nama montmorillonite sering digunakan sebagai nama kelompok termasuk

beberapa struktur mineral yang spesifik.

Illites ( lempung Lapis Tiga )

Illites mempunyai struktur dasar yang sama dengan

montmorillonite, tetapi mereka tidak menunjukkan absorpsi antar lapisan

dalam substitusi Mg2+ dengan Al3+ terjadi pada montmorillonite, sedangkan

illite mempunyai substitusi Al2+ dengan Si4+ yang tetap memberikan

muatan negatif. Penggantian kation pada dasarnya adalah ion kalium

yang ditunjukkan Gambar 6 di atas. Muatan kisi-kisi negatif dapat dilihat

dari substitusi dengan mengganti ion kalium, yang biasanya lebih besar

daripada montmorillonite.

Ion kalium diantara unit lapisan tidak tersedia untuk pertukaran.

Hanya ion kalium pada permukaan luar yang dapat dipertukarkan untuk

kation lain. Diantara lempung mineral 2 : 1, smectite, illite, dan campuran

lapisan illite dan smectite dijumpai selama pengeboran dalam bentuk

serpihan batu dan sering menyebabkan beberapa masalah dalam

kestabilan lubang sumur dan pemeliharaan zat cair pengebor. Mineral

lempung alam yang kurang menguntungkan dapat dihubungkan dengan

ikatan kation lapisan dalam yang lemah dan muatan lapisan yang lemah


22

yang meninggikan pengembangan dan disperse terhadap kontak dengan

air.

Dengan menaikkan kedalaman pengeboran, smectite perlahan-

lahan berubah menjadi lapisan lempung campuran illite/smectite dan

akhirnya menjadi illite dan mica. Hasilnya, bentuk serpihan batu pada

umumnya menjadi kurang mengembang tetapi lebih dapat terdispersi

dalam air dengan menaikkan kedalaman.

Chlorite (Lempung Lapis Tiga)

Secara struktur, chlorites dihubungkan dengan lempung lapis tiga.

Dalam bentuk murni, mereka tidak akan mengembang, tetapi mereka

dapat dibuat sedikit mengembang dengan perubahan. Lempung ini,

muatan kation pengganti diantara unit lapisan tipe montmorillonite

ditempatkan pada lapisan oktahedral magnesium hidroksida atau brucite

(lihat Gambar 6 di atas). Lapisan ini mempunyai muatan positif karena

beberapa pergantian Mg2+ oleh Al3+ pada lapisan brucite.

Chlorite sering ditemukan dalam waktu yang lama pada sediment

laut yang terkubur dalam dan biasanya tidak menyebabkan masalah yang

signifikan jika tidak berada dalam jumlah yang besar. Kapasitas

pertukaran kation chlorite bervariasi dari 10 – 20 meq/100g, yang pada

dasarnya menyebabkan pemutusan ikatan. Jarak lapisan dalam chlorite

biasanya sekitar 14 Ao . Chlorite juga dapat dalam bentuk lapisan

campuran dengan mineral lempung lainnya seperti smectite. Lempung


23

lapis campuran akan mempunyai sifat seperti mineral lempung yang

menyusunnya.

Kaolinites (Lempung Lapis Dua)

Kaolinite adalah lempung tidak mengembang yang mempunyai unit

lapisan dengan ikatan yang kuat (ikatan hydrogen). Ini mencegah

masuknya partikel karena air tidak mampu memasuki lapisan. Kaolinite

tidak berisi kation lapisan dalam (interlayer) atau muatan permukaan

karena terdapat sedikit atau tidak substitusi dalam tetrahedral atau

lembaran octahedral. Walaupun begitu, beberapa muatan minor dapat

datang dari ikatan yang putus atau pengotor. Oleh karena itu, kaolinite

mempunyai kapasitas pertukaran kation yang relatif rendah (5 – 15

meq/100gr). Kaolinite umumnya ditemukan sebagai konstituen minor

sedang (5 – 20%) dalam batuan sediment seperti batuan dan batu pasir.

Ringkasan mineral lempung ditunjukkan dalam Tabel 2 dibawah ini dan

perbandingan skematik berbagai struktur lempung ditunjukkan Gambar 6

di atas.

Tabel 2 mengenai jenis lempung pada umumnya


24

3.2. Lumpur Pengeboran

Pada mulanya orang menggunakan air saja untuk mengangkat

serpih pengeboran (cutting). Lalu dengan berkembangnya pengeboran,

lumpur mulai digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur, zat-zat

kimia ditambahkan dan akhirnya digunakan pula udara dan gas untuk

pengeboran walaupun lumpur tetap bertahan.

Secara umum, lumpur pengeboran dapat dipandang sebagai mempunyai

empat komponen atau fasa :

a. Fasa cair (air atau minyak)

b. Reactive solids, yaitu padatan yang bereaksi dengan

air membentuk koloid (clay)

c. Inert solids (zat padat yang tak bereaksi)

d. Fasa kimia

► Fasa Cair

Ini dapat berupa minyak atau air. Air dapat pula dibagi dua,

tawar dan asin. 75% lumpur pengeboran menggunakan air. Sedang

pada air dapat pula dibagi air asin tak jenuh dan jenuh. Istilah oil-

base digunakan bila minyaknya lebih dari 95%. Invert emulsions

mempunyai komposisi minyak 50 – 70% (sebagai fasa kontinu)

dan air 30 – 50% (sebagai fasa diskontinyu).

► Padatan Reaktif (Reactive Solids)


25

Padatan ini bereaksi dengan sekelilingnya untuk

membentuk koloidal. Dalam hal ini, clay air tawar seperti

bentonite mengisap (absorp) 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 (Centipoise).

Untuk bentonite, yieldnya kira-kira 100 bbl/ton. Dalam hal ini,

bentonite mengabsorp 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 karenanya digunakan untuk pemboran

dengan “ salt water muds “. Baik bentonite ataupun attapulgite akan

memberi kenaikan viskositas pada lumpur. Untuk oil base mud,

viskositas dinaikkan dengan penaikan kadar air dan penggunaan

asphalt.

► Padatan Inert (Inert solids)

Ini dapat barite (BaSO4) yang digunakan untuk menaikkan

density lumpur ataupun galena atau bijih besi. Inert solids dapat

pula berasal dari formasi-formasi yang dibor dan terbawa lumpur

seperti chart, pasir atau clay-clay non swelling, dan padatan-

padatan seperti ini bukan disengaja untuk menaikkan density


26

lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin (bisa menyebabkan

abrasi dan kerusakan pompa, dll).

► Fasa Kimia

zat kimia merupakan bagian dari sistim yang digunakan

untuk mengontrol sifat-sifat lumpur, misalnya dalam dispersion

(menyebarkan partikel-partikel clay) atau flocculation

(pengumpulan partikel-partikel clay). Efeknya terutama tertuju pada

peng”koloid”an clay yang bersangkutan. Banyak sekali zat kimia

yang digunakan untuk menurunkan viskositas, mengurangi water

loss, mengontrol fasa koloid (disebut surface active agent).

Zat-zat kimia yang mendispersi (dengan ini disebut thinner = menurunkan

viskositas, mengencerkan) misalnya :

• Quobracho (dispersant)

• Phosphate

• Sodium Tannate (kombinasi caustic soda dan tannium)

• Lignosulfonates (bermacam-macam kayu pulp)

• Lignites

• Surfactant (surface active agents)

Sedang zat-zat kimia untuk menaikkan viskositas misalnya adalah :

• CMC (Carboxyl Metil Cellulosa)

• Starch

• Beberapa senyawa polimer


27

Zat-zat kimia bereaksi dan mempengaruhi lingkungan sistim lumpur

tersebut misalnya dengan menetralisir muatan-muatan listrik clay,

menyebabkan dispersion dan lain-lain.

3.3. Fungsi Lumpur Pengeboran

Lumpur pengeboran merupakan faktor yang penting dalam

pengeboran. Kecepatan pengeboran, efisiensi, keselamatan dan biaya

pengeboran sangat tergantung pada lumpur ini.

Fungsi lumpur antara lain adalah :

1. Mengangkat cutting ke permukaan.

Mengangkat cutting ke permukaan tergantung dari :

• Kecepatan fluida diannulus.

• Kapasitas untuk menahan fluida yang merupakan fungsi dari

density, aliran (laminar atau turbulent), dan viskositas. Umumnya

kecepatan 100 – 120 fpm telah cukup (kadang-kadang perlu 200

fpm tetapi jarang).

2. Mendinginkan dan melumas bit dan drill string.

Panas dapat timbul karena gesekan bit dan drill string yang kontak

dengan formasi. Konduksi formasi umumnya kecil, sehingga sukar

menghilangkan panas ini. Tetapi umumnya dengan adanya aliran

lumpur volume maupun spesifik heat lumpur telah cukup untuk

mendinginkan sistim serta melumasi.


28

3. Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake.

Lumpur akan membuat mud cake atau lapisan zat padat tipis

dipermukaan formasi yang permeable (lulus air). Pembentukan mud

cake ini akan menyebabkan tertahannya aliran fluida masuk ke

formasi untuk selanjutnya. (adanya aliran yang masuk yaitu cairan plus

padatan menyebabkan padatan tertinggal/tersaring). Cairan yang

masuk ke formasi disebut filtrate.

Mud cake dikehendaki yang tipis karena dengan demikian lubang bor

tidak terlalu dipersempit dan cairan tak banyak yang hilang. Sifat wall

building ini dapat diperbaiki dengan penambahan :

• Sifat koloid drilling mud dengan bentonite.

• Memberi zat kimia untuk memperbaiki distribusi zat padat dalam

lumpur, misalnya starch, CMC dan cypan, yang mana mengurangi

filter loss dan memperkuat mud cake.

4. Mengontrol tekanan formasi.

Tekanan fluida formasi umumnya adalah sekitar 0.465 psi/ft

kedalaman. Pada tekanan yang normal, air dan padatan pemboran

telah cukup untuk menahan tekanan formasi ini. Untuk tekanan yang

lebih kecil dari normal (subnormal), density lumpur harus diperkecil

agar lumpur tak masuk hilang ke formasi. Sebaliknya untuk tekanan

yang lebih besar dari normal (lebih dari 0.465 psi/ft) (abnormal

pressure), maka barite kadang-kadang perlu ditambahkan untuk

memperberat lumpur.


29

5. Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi

bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara.

6. Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan.

Kemampuan lumpur untuk menahan cutting selama sirkulasi

dihentikan terutama tergantung dari gel strength. Dengan cairan

menjadi gel, tekanan terhadap gerakan cutting kebawah dapat

dipertinggi. Cutting perlu ditahan agar tidak turun kebawah, karena

bila ia mengendap dibawah bisa menyebabkan akumulasi cutting

dan pipa akan terjepit (pipe sticking). Selain itu, ini akan

memperberat rotasi permulaan dan juga memperberat kerja pompa

untuk memulai sirkulasi kembali. Tetapi gel yang terlalu besar akan

berakibat buruk juga, karena akan menahan pembuangan cutting

dipermukaan (selain pasir). Penggunaan alat-alat seperti desander

atau shale shaker dapat membantu pengambilan cutting/pasir dari

lumpur dipermukaan. Patut ditambahkan, bahwa pasir harus

dibuang dari aliran lumpur, karena sifatnya yang sangat abrasive

(mengikis) pada pompa, fitting (sambungan-sambungan) dan bit.

Untuk ini biasanya kadar pasir maksimal yang boleh ada adalah

2%.

7. Menahan sebagian berat drill pipe dan casing (Bouyancy effect).

8. Mengurangi efek negatif pada formasi.

9. Mendapatkan informasi (mud log, sample log)


30

Dalam pengeboran, lumpur kadang-kadang dianalisa untuk

diketahui apakah mengandung hidrokarbon atau tidak (mud log).

Sedangkan selain itu dilakukan pula sampel log, yaitu analisa daripada

cutting yang naik ke permukaan, untuk menentukan jenis formasi yang

dibor.

10. Media logging

Pada penentuan adanya minyak atau gas serta juga zone-zone air

dan juga untuk korelasi dan maksud- maksud lain, diadakan logging

(pemasukan sejenis alat antara lain alat listrik atau gamma

ray/neutron) seperti misalnya electris logging, yang mana memerlukan

media penghantar arus listrik dilubang bor.

3.4. Sifat-sifat Lumpur Pengeboran

Komposisi dan sifat-sifat lumpur sangat berpengaruh pada

pengeboran. Perencanaan casing, drilling rate dan completion

dipengaruhi oleh lumpur yang digunakan saat itu. Misalnya pada

daerah batuan lunak pengontrolan sifat-sifat lumpur sangat diperlukan

tetapi di daerah batuan keras. Sifat-sifat ini tidak terlalu kritis sehingga

air biasapun kadang-kadang dapat digunakan. Dengan ini dapat

dikatakan bahwa sifat-sifat geologi suatu daerah menentukan pula

jenis lumpur yang harus digunakan.


31

3.4.1. Densitas dan Sand Content

Densitas Lumpur

Lumpur sangat besar peranannya dalam menentukan

berhasil tidaknya suatu operasi pengeboran, sehingga perlu

diperhatikan sifat-sifat dari lumpur tersebut, seperti densitas,

viskositas, gel strength, atau filtration loss.

Densitas lumpur bor merupakan salah satu sifat

lumpur yang sangat penting, karena peranannya berhubungan

langsung dengan fungsi lumpur bor sebagai penahan tekanan

formasi. Adanya densitas lumpur bor yang terlalu besar akan

menyebabkan lumpur hilang ke formasi (lost circulation), sedang

apabila terlalu kecil akan menyebabkan “ kick “. Maka densitas

lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan

dibor.

Densitas lumpur dapat menggambarkan gradient

hidrostatik dari lumpur bor dalam psi/ft. tetapi di lapangan biasanya

dipakai satuan ppg (pound per gallon) yang diukur dengan

menggunakan alat yang disebut dengan mud balance (lihat

Gambar 7).


32

Gambar 7 : Alat pengukur berat lumpur

Sand Content

Tercampurnya serpihan-serpihan formasi (cutting) ke

dalam lumpur pemboran akan dapat membawa pengaruh pada

operasi pengeboran. Serpihan-serpihan pemboran yang biasanya

berupa pasir akan dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang

disirkulasikan, dalam hal ini akan menambah densitas lumpur yang

telah mengalami sirkulasi. Bertambahnya densitas lumpur

disirkulasikan harus mengalami proses pembersihan terutama

menghilangkan partikel-partikel yang masuk ke dalam lumpur

selama sirkulasi. Alat-alat ini, yang biasanya disebut “ Conditioning

Equipment “, adalah :

□ Shale Saker

Fungsinya membersihkan lumpur dari serpihan-

serpihan atau cutting yang berukuran besar.


33

□ Degasser

Untuk membersihkan lumpur dari gas yang masuk.

□ Desander

Untuk membersihkan lumpur dari partikel-partikel

padatan yang berukuran kecil yang bisa lolos dari shale

shaker.

□ Desilter

Fungsinya sama dengan desander, tetapi desilter dapat

membersihkan lumpur dari partikel-partikel yang berukuran lebih

kecil.

Penggambaran sand content dari lumpur pengeboran adalah

merupakan prosen volume dari partikel-partikel yang diameternya

lebih besar dari 74 mikron. Hal ini dilakukan melalui pengukuran

dengan saringan tertentu.

3.4.2. Viskositas dan Gel Strength

Viskositas dan gel strength merupakan bagian yang pokok

dalam sifat-sifat rheology fluida pengeboran. Pengukuran sifat-sifat

rheology fluida pengeboran penting mengingat pengangkatan

cutting efektivitasnya merupakan fungsi langsung dari viskositas.

Sifat gel pada lumpur juga penting pada saat round trip sehingga

viskositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik

tidaknya suatu lumpur.


34

Pengukuran viskositas yang sederhana dilakukan dengan

menggunakan alat Mursh Funnel pada Gambar 8.

Gambar 8 : Alat pengukur viskositas

Viskositas ini adalah jumlah detik yang dibutuhkan lumpur

sebanyak 0.9463 liter untuk mengalir keluar dari corong Mursh

Funnel. Bertambahnya viskositas ini direfleksikan dalam

bertambahnya apparent viscosity.

Berikut ini adalah beberapa istilah yang selalu diperhatikan dalam

penentuan rheology suatu lumpur pemboran :

Viskositas plastik (plastic viscosity) sering kali digambarkan

sebagai bagian dari resistensi untuk mengalir yang

disebabkan oleh friksi mekanik.

Yield point adalah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh

gaya tarik-menarik antar partikel. Gaya tarik-menarik ini

disebabkan oleh muatan-muatan pada permukaan partikel

yang didispersi dalam fasa fluida.


35

Gel strength dan yield point keduanya merupakan ukuran

dari gaya tarik menarik dalam suatu system lumpur.

Bedanya, gel strength merupakan ukuran gaya tarik-

menarik yang static sedangkan yield point merupakan

ukuran gaya tarik menarik yang dinamik.

Penentuan harga shear stress dan shear rate yang masing-masing

dinyatakan dalam bentuk penyimpangan skala penunjuk (dial

reading) dan RPM motor pada Fann VG Meter (lihat Gambar 9),

harus diubah menjadi harga shear stress dan shear rate dalam

satuan dyne/cm2 dan detik-1 agar diperoleh harga viskositas dalam

satuan cp (centipoise).

Gambar 9 : Alat pengukur viskositas


36

3.4.3. Filtrasi dan Mud Cake

Ketika terjadi kontak antara lumpur pemboran dengan

batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan

yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel kecil melewatinya.

Fluida yang hilang ke dalam batuan tersebut disebut “ filtrate “.

Sedangkan lapisan partikel-partikel besar tertahan dipermukaan

batuan disebut “ filter cake “. Proses filtrasi diatas hanya terjadi

apabila terdapat perbedaan tekanan positif ke arah batuan. Pada

dasarnya ada dua jenis filtration yang terjadi selama operasi

pemboran yaitu static filtration dan dynamic filtration. Static

filtration terjadi jika lumpur berada dalam keadaan diam dan

dynamic filtration terjadi ketika lumpur disirkulasikan.

Apabila filtration loss dan pembentukan mud cake tidak

dikontrol maka ia akan menimbulkan berbagai masalah, baik

selama operasi pemboran maupun dalam evaluasi formasi dan

tahap produksi. Mud cake yang tipis akan merupakan bantalan

yang baik antara pipa pemboran dan permukaan lubang bor. Mud

cake yang tebal akan menjepit pipa pemboran sehingga sulit

diangkat dan diputar sedangkan filtratnya akan menyusup ke

formasi dan dapat menimbulkan damage pada formasi.

Standar prosedur yang digunakan dalam pengukuran

volume filtration loss dan tebal mud cake untuk static filtration


37

adalah API RP 13B untuk LPLT (low pressure-low temperature)

lihat Gambar 10.

Gambar 10 : Alat pengukur fluid loss

lumpur ditempatkan dalam silinder standar yang bagian dasarnya

dilengkapi kertas saring dan diberi tekanan sebesar 100 psi

dengan lama waktu pengukuran 30 menit. Volume filtrate

ditampung dengan gelas ukur dengan satuan cubic centimeter

(CC).


38

3.4.4. Analisis Kimia Lumpur Bor

Seperti telah diketahui lumpur bor sangat menentukan

keberhasilan suatu operasi pengeboran. Oleh sebab itu,

penanganan sifat-sifat fisik maupun kimia lumpur bor harus

dilakukan sebaik-baiknya, dengan cara menganalisis perubahan

pada sifat-sifatnya.

Dalam percobaan akan dilakukan analisis kimia lumpur bor

dan filtratnya, yaitu : analisis kimia alkalinitas, analisis kesadahan

total, analisis kandungan ion klor, ion kalsium, ion besi, serta pH

lumpur bor (dalam hal ini filtratnya).

Alkalinitas atau keasaman lumpur, ditunjukkan dengan harga

pH-nya, tetapi karakteristik lumpur dapat berfluktuasi meskipun

harga pH-nya tetap. Hal ini berhubungan dengan bervariasinya

jenis dan jumlah ion-ion yang terdapat di dalam lumpur bor (filtrat

lumpur), dalam percobaan ini yang akan dianalisis adalah

alkalinitas filtratnya.

Kesadahan total dari lumpur (filtrat lumpur) pemboran

dilakukan dengan menyelidiki kandungan ion Mg+2 dan Ca+2 di

dalam lumpur bor (filtrat lumpur).

Analisis ion klor merupakan hal yang penting untuk

dilakukan, terutama jika pengeboran dilakukan di daerah yang

kemungkinan terkontaminasinya ion oleh garam NaCl sangat


39

besar. Caranya adalah dengan menitrasi suatu filtrat lumpur

dengan larutan standar perak nitrat.

Adanya ion kalsium dalam jumlah yang banyak dalam

lumpur bor juga perlu untuk dianalisis. Hal ini berkaitan dengan

kemungkinan terjadinya kontaminasi lumpur oleh gypsum, yang

akan merubah sifat-sifat fisik lumpur, seperti besar water loss dan

gel strength-nya. Begitu pula dengan analisis kandungan ion besi

di dalam lumpur bor, karena ion besi yang terdapat dalam lumpur

dapat mengindikasikan terjadinya korosi pada peralatan.

3.5. Jenis-jenis Lumpur Pengeboran

ZABA dan DOHERTY (1970) mengklasifikasikan lumpur bor

terutama berdasarkan fasa fluidanya : air (water base), minyak (oil base)

atau gas, sebagai berikut :

a. Lumpur berbahan dasar air

Fasa kontinyunya adalah air. Ini merupakan tipe lumpur

pengeboran yang paling banyak digunakan dan yang selalu dianggap

lumpur pengeboran. Fluida tersebut digolongkan berdasarkan kadar

garam dari air ke lumpur air tawar dan air asin. Mereka mungkin

mengandung gas-gas, cairan atau padatan sebagai fasa diskontinyu.

Ketika air tak dapat dipecah dengan gas membentuk perimbangan

yang bagus maka fluida tersebut disebut “ ter-aerasi “. Gas-gas yang

lain seperti oksigen, karbondioksida, hidrogen dan hidrogen sulfida


40

bisa menjadi terlarut atau terikut dalam lumpur. Mereka mungkin bisa

dipindahkan atau dibuang secara proses kimia untuk mengurangi sifat

penyebab korosi atau sifat racun.

Lumpur tanpa kabut air, seperti minyak mentah atau minyak solar,

mungkin saja ditambahkan untuk membentuk lumpur “ emulsi “. Fasa

padat dari lumpur selain dari padatan formasi, dimungkinkan lempung

dan materi pemberat seperti barit. Gypsum atau kapur kemungkinan

ditambahkan untuk membentuk ion kalsium terlarut dalam “ lumpur

kalsium “ dan garam akan terdapat dalam “ lumpur terjenuhi garam “.

Sifat lumpur diatur dengan penambahan mineral lempung, polimer dan

surfaktan.

b. Lumpur berbahan dasar minyak

Ketika fasa kontinyu dari lumpur pengeboran adalah minyak, jenis

ini digolongkan sebagai lumpur berbahan dasar minyak. Pada

umumnya akan mengandung air sebagai fasa diskontinyu-nya.

Lumpur-lumpur tersebut yang mengandung lebih dari 5% air

digolongkan sebagai “ emulsi lumpur pengeboran berbahan dasar

minyak “, atau emulsi lumpur yang terbalik. Didalamnya akan

terkandung zat pemberat dan padatan-padatan hasil pengeboran.

Lempung dan padatan lain yang hidrofilik dan surfaktan harus

ditambahkan untuk memastikan emulsi tetap stabil.

Lumpur berbahan dasar minyak terutama digunakan pada pengeboran

di wilayah “ sensitif air “, seperti formasi produksi, garam yang terlarut


41

oleh air, dan serpihan yang sensitif terhadap air, juga memberikan

stabilitas yang bagus terhadap suhu.

c. Lumpur berbahan dasar gas

Pada saat fasa kontinyu dari lumpur pengeboran adalah gas, maka

disebut lumpur berbahan dasar gas. Air ditambahkan dengan sengaja,

atau dari formasi membentuk sebuah “ kabut “ pada air yang sedikit,

atau “ busa “, pada air yang lebih banyak, dengan tambahan surfaktan

atau zat pembusa (foaming agents). Gas ini mungkin udara atau gas

alam dan busa atau kabut yang secara efisien mampu membawa

jeluar serpihan formasi. Pengeboran dengan gas memiliki aplikasi

yang teliti untuk batuan yang rumit, seperti granit dan sumur air atau

gas yang bertekanan rendah.

Dibawah ini akan dijelaskan jenis lumpur pengeboran berdasarkan

fluidanya secara spesifik :

3.5.1. Fresh Water Muds

Adalah lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan (kalau ada)

kadar garam yang kecil (kurang dari 10000 ppm = 1% berat garam).

a. Spud Mud

Spud mud digunakan untuk member formasi bagian atas

bagi conductor casing. Fungsi utamanya mengangkat cutting

dan membuka lubang dipermukaan (formasi atas). Volume yang

diperlukan biasanya sedikit dan dapat dibuat dari air dan

bentonite (yield 100 bbl/ton) atau clay air tawar yang lain (35 –


42

50 bbl/ton). Tambahan bentonite atau clay perlu dilakukan untuk

menaikkan viskositas dan gel strength bila member pada zone-

zone loss. Kadang-kadang perlu lost circulation material.

Density harus kecil saja.

b. Natural Mud

Natural mud dibentuk dari pecahan-pecahan cutting dalam

fasa air. Sifat-sifatnya bervariasi tergantung dari formasi yang

dibor. Umumnya tipe lumpur ini digunakan untuk pengeboran

yang cepat seperti pengeboran pada surface casing

(permukaan). Dengan bertambahnya kedalaman pengeboran

sifat-sifat lumpur yang lebih baik diperlukan dan natural mud ini

ditreated dengan zat-zat kimia dan additive-additive koloidal.

Beratnya sekitar 9,1 – 10,2 ppg, dan viskositasnya 35 – 45

detik.

c. Bentonite – treated Mud

Mencakup sebagian besar dari tipe-tipe lumpur air tawar.

Bentonite adalah material yang paling umum digunakan untuk

membuat koloid inorganik untuk mengurangi filter loss dan

mengurangi tebal mud cake (ketebalan mud cake). Bentonite

juga menaikkan viskositas dan gel yang mana dapat dikontrol

dengan thinner.

d. Phosphate treated Mud


43

Mengandung polyphosphate untuk mengontrol viskositas

dan gel strength. Penambahan zat ini akan berakibat pada

terdispersinya fraksi-fraksi clay colloid padat sehingga density

lumpur dapat cukup besar tetapi viskositas dan gel strengthnya

rendah. Ia mengurangi filter loss serta mud cake dapat tipis.

Tannin sering ditambahkan bersama-sama dengan

polyphosphate untuk pengontrolan lumpur. Polyphosphate tidak

stabil pada temperature tinggi (sumur-sumur dalam) dan akan

kehilangan efeknya sebagai thinner. (polyphosphate akan rusak

pada kedalaman 10000 ft atau temperature 160 – 180oF, karena

berubah ke orthophosphate yang malah menyebabkan

terjadinya flokulasi). Juga posfat mud sukar dikontrol pada

density lumpur tinggi (yang sering berhubungan dengan

pemboran dalam). Dengan penambahan zat-zat kimia dan air,

density lumpur dapat dijadikan 9 – 11 ppg. Polyphosphate mud

juga menggumpal bila terkena kontaminasi NaCl, Calcium sulfat

atau kontaminasi semen dalam jumlah banyak.

e. Organic colloid treated Mud

Terdiri dari penambahan Pregelatinized Starch atau carboxy

Methyl-Cellulose pada lumpur. Karena organic colloid tidak

terlalu sensitive terhadap flokulasi seperti clay, maka control

filtrasinya pada lumpur yang terkontaminasi dapat dilakukan

dengan organic colloid ini baik untuk mengurangi filtration loss


44

pada fresh water mud. Dalam kebanyakan lumpur penurunan

filter loss lebih banyak dapat dilakukan dengan koloid organic

daripada dengan inorganic.

f. “ Red “ Mud

Red mud mendapatkan warnanya dari warna yang

dihasilkan oleh treatment dengan caustic soda den quebracho

(merah tua). Istilah ini akan tetap digunakan walaupun nama-

nama colloid yang dipakai sekarang ini mungkin menyebabkan

warna-warna abu-abu kehitaman. Umumnya istilah ini

digunakan untuk lignin-lignin tertentu dan humic thinner selain

untuk tannin diatas. Suatu jenis lain lumpur ini adalah alkaline

tannate treatment dengan penambahan polyphosphate untuk

lumpur-lumpur dengan pH dibawah 10. perbandingan alkaline,

organic dan polyphosphate dapat diatur sesuai dengan

kebutuhan setempat. Alkaline-tannate treatment 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 sukar untuk flokulasi. Untuk pH lebih dari 11,5,

pregelatinized starch dapat digunakan tanpa bahaya fermentasi.

Dibawah pH ini, preservative harus digunakan untuk mencegah

fermentasi (meragi) pada fresh water mud. Jika diperlukan

density lumpur yang tinggi lebih murah bila digunakan treatment


45

yang menghasilkan calcium treated mud dengan pH yang

tingginya 12 atau lebih.

g. Calcium Mud

Lumpur ini mengandung larutan calcium atau disengaja.

Calsium bisa ditambah dalam bentuk slaked lime (kapur mati),

semen, plaster (CaSO4) dipasaran atau CaCl2. Tetapi, dapat

pula karena pengeboran semen, anhydrite dan gypsum.

Lime treated Mud

Lumpur ini ditreated dengan caustic soda atau organic

thinner, hydrated lime dan untuk mendapat filter loss rendah,

suatu koloid organic. Treatment ini menghasilkan lumpur

dengan pH 11,8 atau lebih, dan 60 – 100 (3 – 20 ppm) ppm

ion Ca dalam filtrat. Lumpur ini menghasilkan viskositas dan

gel strength rendah, memberi suspensi yang baik bagi

material-material pemberat, mudah dikontrol pada density

sampai 20 ppg, toleran terhadap konsentrasi garam

(penyebab flokulasi) yang relatif besar dan mudah dibuat

dengan filter loss rendah. Keuntungannya terutama pada

kemampuannya untuk membawa konsentrasi padatan clay

dalam jumlah besar pada viskositas lebih rendah daripada

dengan tipe-tipe lumpur lainnya. Kecuali tendensinya untuk

memadat pada temperatur tinggi, lumpur ini cocok untuk

pemboran dalam dan untuk mendapatkan density tinggi.


46

Pilot test dapat dibuat untuk menentukan tendensinya untuk

memadat, dan dengan penambahan zat kimia pemadatan ini

dapat dihalangi untuk sementara waktu untuk memberi

kesempatan pengeboran berlangsung beserta tes-tes

sumurnya. Suatu lumpur lime treated yang bertendensi

memadat tak boleh tertinggal pada casing-tubing annulus

pada waktu well completion dilangsungkan. Penggunaan /

penyelidikan yang extensive pada lumpur yang ditujukan

pada lumpur yang sukar memadat. Dengan ini timbul dua

jenis lain, yaitu “ lime mud “ dan “ low lime mud “ yang

bedanya hanya pada jumlah excess limenya. “ Lime Mud “

umumnya mengandung konsentrasi caustic soda dengan

lime yang tinggi, dengan excess lime bervariasi antara 5 – 8

lb/bbl, sedangkan “ Low Lime Mud “ mengandung caustic

soda dan lime lebih sedikit dengan excess lime 2 – 4 lb/bbl.

Jenis calsium treated mud yang lain adalah “ shale control

mud “. Pada lumpur ini dianjurkan agar kadar ion Ca-nya

pada filtrat dibuat minimal 400 ppm, dengan excess lime

bervariasi antara 1 – 2 lb/bbl. Sifat kimia lumpur dan filtrat

memberikan suatu tahanan terhadap hidrasi/swelling shale

dan clay formation. Pada temperatur tinggi (yang cukup lama

waktunya) lumpur ini tidak sesuai untuk ditempatkan pada

casing tubing annulus waktu completion (dimana lumpur ini


47

akan memadat). Resistivity listriknya yang umumnya rendah

(0,5 – 1,0 ohm-meter) merugikan SP-logging. Sebaliknya

toleransinya pada kontaminan memberi kemungkinan untuk

penambahan garam agar resistivitynya sesuai untuk

laterolog dan focused electrode log.

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 anhydrite dan

gypsum dibor. Dengan penambahan plaster tersebut pada

rate yang terkontrol, maka viskositas dan gel strength yang

berhubungan dengan kontaminant ini dapat dibatasi. Setelah

clay dilumpur bereaksi dengan ion Ca, tak akan terjadi

pengentalan lebih lanjut dalam pemboran formasi gypsum

atau garam. Gypsum treated mud dapat dikontrol filtrat

lossnya dengan organic colloid dank arena pH-nya rendah,

maka preservative harus ditambahkan untuk mencegah

fermentasi. Preservasi ini boleh dihentikan penambahannya

bila garam yang dibor cukup untuk memberikan saturated

salt water mud.


48

Suatu modifikasi dari gypsum treated mud adalah

dengan penggunaan chrome lignosulfonate ini mempunyai

sifat yang sama baiknya dengan lime treated mud, karena

itu ia digunakan pada daerah-daerah yang sama seperti

penggunaan lime treated mud.

Penggunaan non-ionic surfactant dalam gypsum

chroms lignosulfonate mud menghasilkan pengontrolan yang

lebih baik pada filtrate loss dan flow propertiesnya, selain

toleransinya yang besar terhadap kontaminasi garam.

Calcium Salt

Selain hydrated lime dan gypsum telah digunakan

tetapi tidak meluas. Juga zat-zat kimia yang memberi suplai

kation multivalent untuk base exchange clay (pertukaran

ion-ion pada clay) seperti Ba(OH)2 telah digunakan.

3.5.2. Salt Water Mud

Lumpur ini digunakan terutama untuk member garam

massive (salt dome) atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan

kadang-kadang bila ada aliran air garam yang terbor. Filtrat lossnya

besar dan mud-cakenya tebal bila tidak ditambah organic colloid.

pH lumpur dibawah 8, karena itu perlu preservative untuk menahan

fermentasi starch. Jika salt mudnya mempunyai pH yang lebih


49

tinggi, fermentasi terhalang oleh basa. Suspensi ini bisa diperbaiki

dengan penggunaan attapulgite sebagai pengganti bentonite.

Unsaturated Salt Water Mud

Air laut dari laut lepas atau teluk sering digunakan

untuk lumpur yang tak jenuh kegaramannya ini.

Kegaramannya (salinity) lumpur ini ditandai oleh :

1. Filtrat loss besar kecuali ditreated dengan organic

colloid.

2. Medium sampai tinggi pada gel strength kecuali

ditreated dengan thinner.

3. Suspensi yang tinggi kecuali ditreated dengan

attapulgite atau organic colloid.

Lumpur ini biasa mengalami “ foaming “, yaitu berbusa (gas

menggelembung) yang bisa diredusir dengan :

1. Menambah soluble surface active agents.

2. Menambah zat kimia untuk menurunkan gel strength.

Lumpur yang terkena kontaminasi garam juga ditreated

seperti pada sea water mud ini.

Saturated Salt-Water Mud

Fasa cair lumpur ini dijenuhkan dengan NaCl. Garam-

garam lain dapat pula berada disitu dalam jumlah yang

berlainan. Saturated salt water mud digunakan untuk

member formasi-formasi garam dimana rongga-rongga yang


50

terjadinya karena pelarutan garam dapat menyebabkan

hilangnya lumpur, dan ini dicegah oleh penjenuhan garam

terlebih dahulu pada lumpurnya.

Lumpur ini juga dibuat dengan menambahkan air

garam yang jenuh untuk pengenceran dan pengaturan

volume.

Filtrate loss yang rendah pada saturated salt

organic colloid mud menyebabkan tidak perlunya

memasang casing diatas salt beds (formasi garam). Filtrate

loss-nya bisa dikontrol sampai 1 cc API dengan organic

colloids. Saturated salt water muds bisa dibuat berdensity

lebih dari 19 ppg. Dengan menambahkan organic colloid

agar filtration lossnya kecil. Lumpur ini bisa untuk member

formasi dibawah salt beds, walaupun resistivitynya yang

rendah buruk bagi electric logs.

Gabungan dari non-ion surfaktan menyebabkan

pengontrolan filtrasi dan flow properties yang lebih mudah

dan murah, terutama pada density tinggi.

Saturated salt muds ini dapat pula dibuat dari fresh

water atau brine mud. Jika dibuat dari fresh water mud maka

paling tidak separoh dari lumpur semula harus dibuang. Ini

diperlukan untuk pengenceran dengan air tawar dan

penambahan lebih kurang 125 lb garam/bbl lumpur. Jika


51

dikehendaki pengontrolan filtration loss, suatu organic

colloid dan preservative dapat ditambahkan.

Jika lumpurnya dibuat dari saturated brine (air garam

yang jenuh) sekitar 20 lb/bbl attapulgite ditambahkan

bersama dengan organic colloid dan mungkin preservative.

Lumpur ini densitynya 10.3 ppg dan akan naik sampai

sekitar 11 ppg selama pengeboran berlangsung.

Pemeliharaannya termasuk penambahan air asin untuk

mengurangi viskositas, attapulgite untuk menambah

viskositas dan organic colloids untuk mengontrol filtrasi. Jika

saturated salt water muds digunakan untuk membor shale

maka control viskositas, gel dan filtrasi dapat diperoleh

dengan penambahan alkaline-tannate solution, atau sedikit

lime.

Emulsified salt water muds telah umum digunakan di

Kansas dan Dakota. Ini mempunyai sifat-sifat baik dari

conventional emulsion muds. Lumpur ini menunjukkan

tendensi foaming (berbusa) yang bisa dicegah dengan

penambahan surfaktan.

Sodium-Silicate Muds

Fasa cair Na-silicate mud mengandung sekitar 65%

volume larutan Na-silicate dan 35% larutan garam jenuh.

Lumpur ini dikembangkan untuk digunakan bagi pemboran


52

heaving shale, tetapi telah terdesak penggunaannya oleh

lime treated gypsum lignosulfonate, shale control, dan

surfactant muds (lumpur yang diberi DAS dan DME) yang

lebih baik, murah dan mudah dikontrol sifat-sifatnya.

3.5.3. Oil-in-Water Emultion Muds (Emulsion Mud)

Pada lumpur ini minyak merupakan fasa tersebar yaitu emulsi dan

air sebagai fasa kontinu. Jika pembuatannya baik, filtratnya hanya air.

Sebagai dasar dapat digunakan baik fresh maupun salt water mud.

Sifat-sifat fisis yang dipengaruhi emulsifikasi hanyalah berat lumpur,

volume filtrat, tebal mud cake dan pelumasan. Segera setelah

emulsifikasi, filtrat loss berkurang. Keuntungannya adalah bit yang

lebih tahan lama, penetration rate naik, pengurangan korosi pada drill

string, perbaikan pada sifat-sifat lumpur (viskositas dan tekanan pompa

boleh/dapat dikurangi, water loss turun, mud cake turun, mud cake

tipis) dan mengurangi balling (terlapisnya alat oleh padatan lumpur)

pada drill string. Viskositas dan gel lebih mudah dikontrol bila

emulsifiernya juga bertindak sebagai thinner.

Umumnya oil-in-water emulsion mud dapat bereaksi dengan

penambahan zat dan adanya kontaminasi seperti juga lumpur asalnya.

Semua minyak dapat digunakan minyak refinery (refined oil) yang

mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :


53

1. Uncracked (tidak terpecah-pecah molekulnya), supaya stabil.

2. Flashpoint tinggi, untuk mencegah bahaya api.

3. Aniline number tinggi (lebih dari 155) agar tidak merusakkan

karet-karet dipompa/circulation system.

4. Pour point rendah, agar bisa digunakan untuk bermacam-

macam temperatur.

Suatu keuntungan lainnya adalah bahwa karena bau serta

fluoresensinya lain dengan crude oil (mungkin yang berasal dari

formasi), maka ini berguna untuk pengamatan cutting oleh geolog

dalam menentukan adanya minyak di pemboran tersebut. Adanya

karet-karet yang rusak dapat juga dicegah dengan penggunaan karet

sintetis.

Fresh water oil-in-water emulsion muds adalah lumpur yang

mengandung NaCl sampai sekitar 60.000 ppm. Lumpur emulsi ini

dibuat dengan menambahkan emulsifier (pembuat emulsi) ke water

base mud diikuti dengan sejumlah minyak yang biasanya 5 – 25%

volume. Jenis emulsifier bukan sabun lebih disukai karena ia dapat

digunakan dalam lumpur yang mengandung larutan Ca tanpa

memperkecil emulsifiernya dalam hal efisiensi. Emulsifikasi minyak

dapat bertambah dengan agitasi (diaduk).

Maintenancenya terdiri dari penambahan minyak dan emulsifier

secara periodik. Jika sebelum emulsifikasi lumpurnya mengandung

persentase clay yang tinggi, pengenceran dengan sejumlah air perlu


54

dilakukan untuk mencegah kenaikkan viskositas. Karena keuntungan

dalam pengeboran dan mudahnya pengontrolan maka lumpur ini

disukai orang.

Salt water oil-in water absorption mud mengandung paling sedikit

60.000 ppm NaCl dalam fasa airnya. Emulsifikasi dilakukan dengan

emulsifier agent-organik. Lumpur ini biasanya mempunyai pH dibawah

9, dan cocok digunakan untuk daerah-daerah dimana perlu dibor

garam massive atau lapisan-lapisan garam, seperti di Kansas, Rocky

mountain, Dakota dan Canada Barat. Emulsi ini mempunyai

keuntungan-keuntungan seperti juga pada fresh water emulsion :

1. Densitynya kecil

2. Filtrat loss sedikit dan mud cake tipis dan lubrikasi lebih baik.

Lumpur demikian mempunyai tendensi untuk foaming yang bisa

dipecahkan dengan penambahan surface active agent tertentu.

Maintenance lumpur ini sama seperti pada salt mud biasa kecuali

perlunya menambah emulsifier, minyak dan surface active defoamer

(anti foam).

3.5.4. Oil Base dan Oil Base Emulsion Mud


55

Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinyunya.

Komposisinya diatur agar kadar airnya rendah (3 – 5% volume).

Relatif lumpur ini tidak sensitive terhadap kontaminan. Tetapi airnya

adalah kontaminan karena memberi efek negatif bagi kestabilan

lumpur ini. Untuk mengontrol viskositas, menaikkan gel strength,

mengurangi efek kontaminasi air dan mengurangi filtrat loss, perlu

ditambahkan zat-zat kimia.

Faedah oil base mud didasarkan pada kenyataan filtratnya adalah

minyak karena itu tidak akan menghidratkan shale atau clay yang

sensitif baik terhadap formasi biasa maupun formasi produktif (jadi ia

juga untuk completion mud). Guna terbesar adalah pada completion

dan work over sumur. Kegunaan lain adalah untuk melepaskan drill

pipe yang terjepit, mempermudah pemasangan casing dan liner.

Oil base mud ini harus ditempatkan pada suatu tanki besi untuk

menghindarkan kontaminasi air. Rig harus dipersiapkan agar tidak

kotor dan bahaya api berkurang.

Oil base emulsion dan lumpur oil base mempunyai minyak sebagai

fasa kontinyu dan air sebagai fasa tersebar. Umumnya oil base

emulsion mudd mempunyai faedah yang sama seperti oil base mud

yaitu filtratnya minyak dan karena itu tidak menghindratkan shale/clay

yang sensitif. Perbedaan utamanya dengan oil base mud adalah

bahwa air ditambahkan sebagai tambahan yang berguna (bukan

kontaminasi). Air yang teremulsi dapat antara 15 – 50% volume,


56

tergantung density dan temperatur yang diinginkan (dihadapi dalam

pemboran). Karena air merupakan bagian dari lumpur ini, maka

lumpur ini mempunyai sifat-sifat lain dari oil base mud yaitu ia dapat

mengurangi bahaya api, toleran pada air, dan pengontrolan flow

propertiesnya dapat seperti pada water base mud.

3.5.5. Gaseous Drilling Fluid

Digunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering.

Dengan gas atau udara dipompakan pada annulus, salurannya tidak

boleh bocor.

Keuntungan cara ini adalah penetration rate lebih besar, tetapi

adanya formasi air dapat menyebabkan bit balling (bit dilapisi

cutting/padatan-padatan) yang mana merugikan. Juga tekanan formasi

yang besar tidak membenarkan digunakannya cara ini. Penggunaan

natural gas membutuhkan pengawasan yang ketat pada bahaya api.

Lumpur ini juga baik untuk completion pada zone-zone dengan

tekanan rendah.

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 lost circulation zone), mempercepat pengeboran dan

mengurangi biaya pengeboran.


57

3.6. Kontaminasi Lumpur Pemboran

Sejak digunakannya teknik rotary drilling dalam operasi pengeboran

lapangan minyak, lumpur pengeboran menjadi faktor yang penting.

Bahkan lumpur pengeboran menjadi salah satu pertimbangan dalam

mengoptimasikan operasi pengeboran. Oleh sebab itu, mutlaklah untuk

memelihara atau mengontrol sifat-sifat fisik lumpur pengeboran agar

sesuai dengan yang diinginkan.

Salah satu penyebab berubahnya sifat fisik lumpur adalah adanya

material-material yang tidak diinginkan (kontaminan) yang masuk ke

dalam lumpur pada saat operasi pengeboran sedang berjalan.

Kontaminasi yang sering sekali terjadi adalah sebagai berikut :

1. Kontaminasi Sodium Chlorida

Kontaminasi ini terjadi saat pemboran menembus kubah garam

(salt dome), lapisan garam, lapisan batuan yang mengandung

konsentrasi garam cukup tinggi atau akibat air formasi yang

berkadar garam tinggi dan masuk ke dalam sistim lumpur.

Akibat adanya kontaminasi ini, akan mengakibatkan berubahnya

sifat lumpur seperti viskositas, yield point, gel strength dan

filtration loss. Kadang-kadang penurunan pH dapat pula terjadi

bersamaan dengan kehadiran garam pada sistim lumpur.

2. Kontaminasi Gypsum


58

Gypsum dapat masuk ke dalam lumpur saat pengeboran

menembus formasi gypsum, lapisan gypsum yang terdapat pada

formasi shale atau limestone. Akibat adanya gypsum dalam

jumlah yang cukup banyak dalam lumpur pengeboran, maka

akan merubah sifat-sifat fisik lumpur tersebut seperti viskositas

plastic, yield point, gel strength dan fluid loss.

3. Kontaminasi Semen

Kontaminasi semen dapat terjadi akibat operasi penyemenan

yang kurang sempurna atau setelah pengeboran lapisan semen

dalam casing. Float collar dan casing shoe. Kontaminasi semen

akan merubah viskositas, yield point, gel strength, fluid loss dan

pH lumpur.

Selain dari ketiga kontaminasi diatas, bentuk kontaminasi lain yang dapat

terjadi selama operasi pengeboran adalah :

a. Kontaminasi “ hard water “, atau kontaminasi oleh air yang

mengandung ion calsium dan magnesium cukup tinggi.

b. Kontaminasi carbon Dioxside.

c. Kontaminasi Hydrogen Sulfide.

d. Kontaminasi Oxygen.


59


60

BAB IV

PERCOBAAN

4.1. Pembuatan Sampel Dasar ( Based Mud )

Bahan-bahan ditimbang sesuai Tabel 3 di bawah ini :

Tabel 3 : Bahan-bahan dalam pembuatan sampel

No Bahan Jumlah yang ditimbang Waktu mixing

1 Water 1348.68 gram

2 Starch 24 gram 10 menit

3 Xanthan gum 5 gram 15 menit

4 Barite 134.32 gram 5 menit

Jumlah 1512 gram

Setelah semuanya dimixing, waktu ditambah 15 menit.

Sampel tersebut adalah 4 bbl (barrel) berarti sebanyak 0.63596 m3

atau 635.96 liter.

(1 bbl = 0.15899 m3 = 158.99 dm3)

Sampel dibuat dalam 8 bbl (barrel) & hanya diambil 6 bbl untuk 6

percobaan.


61

Ket :

# 9 ppg → 9 lb/gal x 1 gr/mL x 350 mL = 378.14 gram

8.33 1 lb/gal

# 378.14 gram x 4 bbl = 1512.56 gram

4.1.1. Pembuatan Sampel + KOH

Pembuatan sampel dengan penambahan KOH dapat dilihat pada

Gambar 11.

Water Based Mud 8 bbl

Based Mud 1

bbl + 0.1 KOH

Based Mud 1

bbl + 0.2 KOH

Based Mud 1

bbl + 0.3 KOH

Based Mud 1

bbl + 0.4 KOH

Based Mud 1

bbl + 0.5 KOH

Based Mud 1

bbl + 0.8 KOH

Gambar 11 : Flowchart preparasi sampel

Waktu penambahan mixing KOH selama 5 menit menggunakan

HB mixing No. 1.

Semua sampel percobaan diperlakukan sama.


62

4.2. Uji Berat Lumpur (Density)

Prosedur analisis uji ini adalah kaidah untuk menentukan berat

yang diberikan sejumlah volume dari cairan. Berat lumpur disebutkan

dalam pound per gallon (lb/gal), pound per feet kubik (lb/ft3), gram per

sentimeter kubik (g/cm3), atau kilogram per meter kubik (kg/m3).

4.2.1.Peralatan

a. Setiap instrumen dengan akurasi yang cukup dengan batas ukur

± 0.1 lb/gal (0.5 lb/ft3, 0.01 g/cm3, 10 kg/m3) bisa digunakan.

Timbangan lumpur ini ( pada Gambar 5) adalah instrumen yang

umum digunakan untuk menentukan berat lumpur. Timbangan

lumpur ini di desain memiliki wadah pada salah satu ujungnya

dan diseimbangkan dengan beban terukur diujung yang satunya

dan beban yang bergerak pada skala yang teratur. Gelembung

penyeimbang dibuat pada tiang untuk memperoleh imbangan

yang akurat.

b. Thermometer


63

4.2.2. Prosedur

# Menentukan Berat Lumpur

a. Dasar instrument harus di atur datar, permukaan rata.

b. Dipastikan sampel yang di mix adalah fresh (baru dibuat).

c. Distir selama 5 menit dengan Hamilton Beach mixer pada 16000

rpm (Low).

d. Diukur dan dicatat suhu sampel lumpur pengeboran.

e. Di isi cawan yang bersih dan kering dengan sampel lumpur

yang akan di tes sampai penuh, diletakkan tutup pada cawan

hingga benar-benar tertutup, sejumlah lumpur akan keluar

melalui lubang yang ada di tutup cawan sehingga cawan

tersebut benar-benar terisi lumpur seluruhnya.

f. Tahan cawan dengan kuat (dengan tutupnya), bersihkan

dengan kain bersih/tisu bagian luar cawan dan tutupnya.

g. Diletakkan penyeimbang pada dasar pendukungnya dan

seimbangkan dengan menggerakkan beban gerak di sepanjang

mistar. Keseimbangan dicapai apabila gelembung berada

dibawah garis tengah.

h. Berat lumpur pada sisi beban gerak mengarah ke cawan akan

terbaca.

Ket : Kecepatan HB Mixer

Low : 13000 rpm


64

Medium : 16000 rpm

High : 18000 rpm

4.2.3. Perhitungan

a. Satuan berat lumpur adalah ppg (pound per gallon), lb/gal.

b. Untuk mengubah pembacaan ke satuan lain gunakan ukuran

berikut :

Kg/m3 = (lb/ft3) x 16 = (lb/gal) x 120 (i)

Specific Gravity (g/cm3) = lb/ft3 = lb/gal (ii)

62.43 8.345

Mud gradient (psi/ft) = lb/ft3 = lb/gal = kg/m3 (iii)

144 19.24 2309

4.3. Analisis Sifat Rheology ( Viscosity dan Gel Strength )

Kekentalan dan gel strength adalah pengukuran yang

berhubungan dengan sifat alir lumpur, sedangkan yang disebut Rheology

adalah ilmu tentang deformasi dan daya alir benda. Instrument yang

digunakan untuk mengukur kekentalan dan gel strength dari fluida

pengeboran adalah viscometer petunjuk langsung ( pada Gambar 9).


65

Instrument ini digerakkan dengan motor listrik atau engkol tangan.

Lumpur pengeboran terisi didalam ruang anular diantara dua buah

silinder. Silinder sebelah luar atau lengan rotor dikendalikan pada

kecepatan rotasi yang konstan. Perputaran dari lengan rotor ini pada

lumpur menghasilkan torsi pada silinder sebelah dalam atau bob. Torsi

pegas menyebabkan pergerakan pada bob, dan angka yang tercantum

pada bob menandakan perpindahan bob.

4.3.1. Scope

Petunjuk dasar ini untuk mengukur viskositas dan gel

strength dengan menggunakan Fann 35 type rheometer. Juga

merupakan alat buatan cina dengan model type ZNN-D6 dan Fann

35SA 12 Speed. Hanya digunakan untuk mengukur sekitar 180oF.

Spesifikasi

Lengan rotor

Diameter dalam 1.450 in. (36.83 mm)

Panjang keseluruhan 3.425 in. (87.00 mm)

Garis bertulisan 2.30 in. (58.4 mm)

Diatas bagian bawah dari lengan.

Dua deret lubang 1/8 in. (3.18 mm) bercelah 120o (2.09

radians) secara terpisah, disekitar lengan rotor hanya di

bawah garis bertulisan.


66

Bob

Diameter 1.358 in. (34.49 mm)

Panjang silinder 1.496 in. (38.00 mm)

Bob tertutup dengan dasar yang datar dan tutup yang

meruncing.

Konstanta torsi pegas

386 dyne-cm/derajat refleksi

Kecepatan rotor

Kecepatan tinggi 600 rpm

Kecepatan rendah 300 rpm

4.3.2. Peralatan

1. Fann 35 rheometer atau Baroid / OFI equivalent,

tegangan 110 volt atau 220 volt, dihidupkan dengan dua

kecepatan synchromous motor untuk memperoleh

kecepatan dari 3, 6, 100, 200, 300, dan 600 rpm.

2. Pemanas cawan lumpur (dikontrol secara lokal atau dari

regulator thermocup).

3. Stopwatch.

4. Digital Thermometer (32 – 220oF).


67

4.3.3. Prosedur

PERHATIAN : Suhu operasi maksimum adalah 200oF

(93oC). Jika lumpur diatas 200oF akan diuji, maka harus

menggunakan metal bob padat atau metal bob celung yang

dalamnya benar-benar bersih. Cairan yang terperangkap

dalam celungan dimungkinkan akan menguap ketika

dicelupkan dalam lumpur yang bersuhu tinggi dan dapat

menyebabkan bob meledak.

a. Pastikan cawan berpengatur thermostat tidak terlalu

panas. Dan pastikan bahwa sampel lumpur di mix

dengan fresh (baru dibuat).

b. Sampel dituang ke dalam cawan sampai garis line

(sekitar 1 inci dari atas cawan).

c. Thermostat diatur pada pemanas cup untuk menentukan

suhu yang diinginkan pada pengujian.

d. Rheometer stand dinaikkan untuk mencelupkan bob dan

lengan rotor.

e. Rheometer dihidupkan dan dipilih kecepatan 600 rpm.

Tunggu suhu naik dan stabil sampai suhu mencapai

120oF (normal 49oC). Untuk Water Based Mud biasanya


68

120º F kecuali ada permintaan khusus. Untuk Oil Based

Mud 150ºF kecuali ada permintaan khusus.

f. Pilih kecepatan 600 rpm dan tunggu dial pembacaan

stabil sebelum dibaca.

g. Ulangi tahap f untuk membaca pada kecepatan 300, 200,

100, 6, dan 3 rpm (nilai lainnya jika dibutuhkan) dengan

menaikkan tinggi-rendah kecepatan rotor dan merubah

gir.

h. Stir lumpur pada 600 rpm selama 30 detik kemudian

diamkan selama 10 detik. Putar kearah 3 rpm dan catat

dial pembacaan maksimum; ini adalah 10 detik atau gel

strength awal.

i. Stir kembali lumpur pada 600 rpm selama 30 detik

kemudian diamkan selama 10 menit. Putar kearah 3 rpm

dan catat pembacaan maksimum; ini adalah 10 menit gel

strength.

4.3.4. Perhitungan

Plastic Viscosity (PV) (cP) = 600 rpm – 300 rpm

Yield Point (YP) (lbf/100ft2) = 300 rpm – PV

Apparent Viscosity (AV) (cP) = 600 rpm/2

Ket : cP = centipoises


69

4.4. Analisis Fluid Loss

Menentukan filtrasi lumpur dilakukan dengan alat yang disebut

dengan API Filter Press. Uji ini terdiri dari ditentukan rate fluida yang

keluar melalui kertas filter selama 30 menit. API fluid loss diperlakukan

dengan suhu rendah atau dengan tekanan 100 psi serta dicatat dalam

satuan mL/30 menit.

4.4.1. Peralatan

1. sel filtrasi – diameter 3” x 2.5 “

2. OFI specially Hardened Filter Paper – Filtration Area 7.07

sq.in. Atau dengan menggunakan whatman No. 50

(90mm).

3. Tekanan udara rendah atau Nitrogen (100 psi).

4. Stopwatch.

5. Gelas ukur 10 mL atau 25 mL.

4.4.2. Prosedur

a. Gunakan udara / tekanan gas sebesar 100 psi.

b. Bagian yang seperti penyaring dimasukkan pada bagian

bawah sel.

c. Kertas filter dimasukkan dan diletakkan pula karet

penyangga.


70

d. O-ring berbentuk tabung diletakkan sehingga berbentuk

tabung tanpa atas.

e. Stir kembali lumpur dengan kecepatan 18000 rpm (High)

selama 5 menit.

f. Lumpur dimasukkan ke dalam sel filtrasi sekitar setengah

dari sel tersebut.

g. Diletakkan pada penyangga seperti rak yang terdapat

tutup dari sel yang telah disambungkan ke tekanan gas.

h. Ditutup sel filtrasi kemudian kunci hingga kencang agar

gas tidak keluar.

i. Dipasang gelas ukur dibawah sebagai tempat filtrat dan

pastikan jam sudah diset 30 menit.

j. Keran pada saluran ditutup dan tekanan gas dibuka. Saat

tekanan dibuka, saat itu pula waktu dihidupkan.

k. Filtrat yang diperoleh disimpan untuk menganalisis ion

dengan tehnik titrasi.

l. Valve tekanan ditutup dan diturunkan tekanan ke garis

nol. Dengan hati-hati buka keran dan sel filtrasi dari

penyangga.

4.4.3. Perhitungan

API Fluid Loss = Pembacaan 30 menit (mL)


71

4.5. Analisis Parameter Alkalinitas, Total Kesadahan, Ca2+ dan pH

Tes alkalinitas adalah metoda titrasi yang mengatur volume asam

standar yang bereaksi dengan alkali-alkali dalam sampel lumpur berdasar

air.

Tes kesadahan adalah metoda titrasi yang hanya mengarah pada

penentuan kadar Ca2+ dan Mg2+ dalam air. Kation-kation ini terutama

dapat menyebabkan penyumbatan pada pipa-pipa dan terak pada ketel

(scale) sehingga dapat menyebabkan kegagalan dan menurunkan

efisiensi panas.

Hasil analisa kalsium dapat digunakan bersamaan dengan klor dan

tes kandungan air, untuk menghitung CaCl2. Namun tes kalsium ini hanya

dilakukan jika sampel mengalami penumpukan kalsium berlebih, dan

menyebabkan lumpur tidak dapat digunakan.

Tes pH sangat berguna untuk mengetahui tingkat keasaman

maupun kebasaan suatu sampel. Pengukuran dilakukan dengan pH meter

ataupun kertas indikator universal.

4.5.1. Analisis Alkalinitas

4.5.1.1. Peralatan

1. Larutan standar H2SO4 0.02 N (N/50).

2. Indikator Phenolftalein.

3. Indikator Brom kresol hijau.

4. Pipet volumetri.


72

5. Stirer, beaker glass.

6. Aquadest.

7. pH meter.

4.5.1.2. Prosedur

Ket : Pf adalah Banyaknya H2SO4 0.02 N yang diperlukan

untuk membawa pH 1 mL filtrat lumpur ke pH 8.3.

Mf adalah Banyaknya H2SO4 0.02 N yang diperlukan

untuk membawa pH 1 mL filtrat lumpur ke pH 4.3.

Pm adalah Banyaknya H2SO4 0.02 N yang

diperlukan untuk membawa pH 1 mL lumpur ke pH

8.3.

Pf dan Mf

1. Diambil 1 mL flitrat dan tambahkan 10 mL aquades.

2. Ditambahkan 2 atau 3 tetes indikator PP dan akan

berwarna pink.

3.Ditambahkan 0.02N asam sulfat dari pipet dengan

stirrer sampai warna pink hilang.

4. Dicatat mL asam sulfat yang diperoleh untuk

perubahan warna pink – bening.

5. Lakukan hal yang sama untuk menentukan nilai Mf,

tetapi bedanya dengan menggunakan indikator brom


73

kresol hijau.

6. Warna akan berubah dari hijau menjadi kuning.

7. Dicatat mL asam sulfat yang diperoleh. Ini untuk nilai

Mf.

Pm ( uji pada lumpur )

1. Dambil 1 mL lumpur dengan alat suntik. Tambahkan

10 mL aquadest.

2. Ditambahkan 2 atau 3 tetes indikator PP dengan

stirrer.

3.Dititrasi dengan 0.02 N asam sulfat menggunakan pipet

volumetric sampai warna berubah dari pink menjadi

warna lumpur.

4. Dicatat mL asam sulfat yang diperoleh.

4.5.2. Analisis Total Kesadahan

4.5.2.1. Peralatan

1. Larutan standar versannate 0.01 N.

2. Larutan buffer ( NH4OH / NH4Cl ).

3. Indikator calmagite.

4. Pipet volumetri.

5. Aquadest.

6. Beaker Glass dan stirrer.


74

4.5.2.2. Prosedur

1. Diambil 1 mL filtrat lumpur kemudian tambahkan

10 mL aquadest.

2. Ditambahkan 1 mL larutan buffer.

3. Ditambahkan 6 tetes indikator calmagite dan aduk

dengan stirrer.

4. Titrasi dengan larutan versannate sampai

mengalami perubahan warna dari ungu muda ke

biru.

5. Catat mL larutan versannate yang diperoleh.

4.5.2.3. Perhitungan

Mg/L Ca2+ = mL larutan Versannate ( A ) x 400 ppm mL sampel

4.5.3. Analisis Ca2+ dan Mg2+

4.5.3.1. Peralatan

1. Larutan standar Versannate 0.01 N

2. Aquadest.

3. Pipet volumetri.

4. Larutan NaOH 8 N.

5. Indikator Calver II.

6. Spatula.


75

4.5.3.2. Prosedur

1. Diambil 1 mL filtrat lumpur dan tambahkan 10 mL

aquadest.

2. Ditambahkan 1 mL larutan NaOH 8 N.

3. Ditambahkan indikator calver II sedikit saja dengan

bantuan spatula.

4. Titrasi dengan larutan standar versannate 0.01 N

sampai mengalami perubahan warna dari ungu

muda menjadi biru.

5. Dicatat mL larutan versannate yang diperoleh (B).

4.5.3.3. Perhitungan

Calsium ( mg/L ) = B x 400 ppm mL sampel Magnesium ( mg/L ) = Total Kesadahan - Calsium

4.5.4. Uji pH

4.5.4.1. Peralatan

1. pH meter.

2. Larutan Standar pH 7 untuk kalibrasi.

3. Beaker Glass 100 mL.


76

4.5.4.2. Prosedur

1. Filtrat sampel (sisa uji Fluid Loss) dimasukkan ke

dalam beaker glass.

2. Elektroda pH dicuci dengan aquadest dan

dikeringkan dengan tisu.

3. pH meter dikalibrasi dengan larutan standar

kalibrasi pH 7.

4. Kemudian dicelupkan pada larutan kalibrasi

hingga konstan.

5. Setelah konstan, dicuci elektroda tersebut dengan

aquadest dan dikeringkan.

6. Dimasukkan elektroda kedalam beaker yang telah

terisi filtrat sampel.

7. Catat pH yang tertera pada pH meter.


77

4.6.1. Pengolahan Data

Berat Lumpur yang diperoleh :

Tabel 5: Data hasil pengukuran berat lumpur

lb/gallon gr/ml ( sp gr ) kg/m³ Psi/ft

Based Mud 9 1.0785 1080 0.4678

Based Mud + 0.1 KOH 9 1.0785 1080 0.4678

Based Mud + 0.2 KOH 9 1.0785 1080 0.4678

Based Mud + 0.3 KOH 9 1.0785 1080 0.4678

Based Mud + 0.4 KOH 9 1.0785 1080 0.4678

Based Mud + 0.5 KOH 9 1.0785 1080 0.4678

Based Mud + 0.8 KOH 9 1.0785 1080 0.4678

Sifat Rheology : Viskositas dan gel strength

Viskositas ( cP )

Data pengukuran Viskositas ditunjukkan pada Tabel 6

dan pada grafiknya ditunjukkan pada Gambar 12,13, dan

14.


78

Tabel 6 : Data hasil pengukuran Viskositas

PV Yield Point AV

Based Mud 16 32 32

Based Mud + 0.1 KOH 15 30 30

Based Mud + 0.2 KOH 15 29 29.5

Based Mud + 0.3 KOH 14 28 28.5

Based Mud + 0.4 KOH 14 27 28

Based Mud + 0.5 KOH 12 25 25.5

Based Mud + 0.8 KOH 11 20 21

Grafik :

Berat KOH Vs PV

02468

10121416

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Berat KOH

Pla

stic

Vis

cosi

ty

Gambar 12 : Grafik Berat KOH Vs Plastic Viscosity


79

Berat KOH Vs Yield Point

05

101520253035

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Berat KOH

Yiel

d Po

int

Gambar 13 : Grafik Berat KOH Vs Yield point

B erat K OH V s AV

03.5

710.5

1417.5

2124.5

2831.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Be ra t KO H

Appa

renc

e Vi

scos

ity

Gambar 14 : Grafik Berat KOH Vs Apparence Viskosity

Gel strength ( lb/100ft² )

Data pengukuran Gel Strength ditunjukkan pada Tabel 7

dan pada grafiknya ditunjukkan pada Gambar 15 dan 16.


80

Tabel 7: Data hasil pengukuran Gel Strength

10 detik 10 menit

Based Mud 12 16

Based Mud + 0.1 KOH 11 14






Grafik :

B erat K OH Vs Gel S trength (10 menit)

01.5

34.5

67.5

910.5

1213.5

1516.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Be ra t KOH

Gel

Stre

ngth

Gambar 15 : Grafik Berat KOH Vs Gel Strength (10 menit )


81

B e ra t K O H V s G e l S tre n g th (1 0 d e tik )

01.5

34.5

67.5

910.5

12

0 0.1 0 .2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 .9

B e ra t K O H

Gel

Stre

ngth

Gambar 16 : Grafik Berat KOH Vs Gel Strength (10 Detik)

API Fluid Loss (mL)

Data pengukuran Fluid Loss ditunjukkan pada Tabel 8 dan pada

grafiknya ditunjukkan pada Gambar 17.

Tabel 8 : Data hasil pengukuran API Fluid Loss

Filtrat ( mL )

Based Mud 7

Based Mud + 0.1 gr KOH 7.2




Based Mud + 0.5 gr KOH 8



82

Grafik :

B erat K OH Vs Filtrat

00.81.62.43.2

44.85.66.47.2

8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Be ra t KOH

Filtr

at (m

L)

Gambar 17 : Grafik Berat KOH Vs Filtrat (mL)


83

Analisis Alkalinitas dan pH

Total Kesadahan, Ca2+ dan Mg2+

Tabel 9 : Data pengukuran Total kesadahan, Ca2+ dan Mg2+

Total Kesadahan

Calsium

Magnesium

Based 6.91 5.82 1.09

Based + 0.1 KOH 5.82 2.18 3.64

Based + 0.2KOH 2.91 2.18 0.73

Based + 0.3 KOH 3.27 2.55 0.72

Based + 0.4 KOH 3.64 3.27 0.37

Based + 0.5 KOH 4 3.64 0.36

Based + 0.8 KOH 6.18 5.45 0.73

Ket : Dalam satuan mg/L


84

pH

Tabel 10: Data pengukuran pH

pH

Based 7

Based + 0.1 KOH 9.3

Based + 0.2 KOH 9.72

Based + 0.3 KOH 10.62

Based + 0.4 KOH 11.33

Based + 0.5 KOH 11.78

Based + 0.8 KOH 12.41

Grafik :

Grafik Berat KOH Vs pH

Gambar 18 : Grafik Berat KOH Vs pH

02.5

57.510

12.5

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.80

Berat KOH

pH


85

4.7. Pembahasan

Lumpur pengeboran merupakan bagian yang penting dalam

proses pengeboran, mempunyai banyak fungsi seperti mengangkat

cutting ke permukaan, mendinginkan dan melumasi mata bor dan

kawat bor, mengontrol tekanan formasi, memberi dinding pada

lubang bor dengan mud cake, melepaskan pasir dan cutting

dipermukaan. Karena hal tersebut lumpur pengeboran harus dibuat

dengan spesifikasi dan mutu yang bagus untuk proses pengeboran.

Lumpur berbahan dasar air merupakan lumpur yang dibuat dengan

sebagai base/dasarnya yaitu air.

Sampel yang diperiksa dilaboratorium pada dasarnya

memiliki kondisi yang sesuai dengan perusahaan M-I Indonesia

atau bisa juga sesuai dengan permintaan perusahaan minyak.

Sampel yang diuji memiliki kandungan berat, viskositas dan fluid

loss. Sehingga, dapat diketahui kekentalan sampel tersebut. Faktor

yang mempengaruhi hasil diatas adalah adanya pengaruh dari pH.

Dari semua kegiatan pengeboran semuanya diubah menjadi sifat

alkalin, yaitu dengan cara menaikkan pH diatas 7. Prioritas utama

yang harus diperhatikan adalah pemilihan pH yang sangat

diinginkan untuk mengoptimalkan karakteristik dari sifat bentonit

pada saat pengeboran dilakukan. Peningkatan disperse dari

lempung berada pada pH dibawah 9.5, yang dapat menaikkan

kekentalan dari fluida pada saat pengeboran. Terbentuknya


86

kekentalan larutan dipengaruhi oleh pentingnya nilai derajat

keasaman dibawah 10, tetapi terkadang keadaan tersebut tidak

selamanya dapat digunakan untuk sifat suatu lumpur (mud). Untuk

alasan yang nyata, seperti bidang keselamatan atau korosi pada

bahan-bahan. Pada pengeboran lumpur jarang dioperasikan bila

keadaan derajat keasaman (pH) berada dibawah pH 7. Polymer

bekerja optimum pada pH 8.5 – 9.5, diatas atau dibawah itu.

Viskositas, fluid loss dan sifat lainnya akan menjadi lebih rendah

Dalam pembuatan sampel, bahan-bahan yang digunakan

memiliki kegunaan masing - masing. Antara lain :

1. Air berfungsi sebagai pelarut.

2. Starch digunakan sebagai fluid loss.

3. Xanthan gum digunakan sebagai viskositas.

4. Barite digunakan untuk berat lumpur.

dalam pengerjaannya pun, harus diperlakukan secara sama karena

untuk menghasilkan data yang bagus dari mulai mixing hingga

pengukuran.

Dari data analisis sampel, bisa dilihat terjadi kenaikan pH

saat penambahan KOH (Tabel 3). Pada sampel based, pH hampir

mendekati angka 8 serta dilihat dari sifat rheology ternyata cukup

tinggi. Berarti dapat dikatakan bahwa nilai kekentalan pada sampel

based cukup tinggi. Setelah sampel based diambil 1 bbl dan

kemudian ditambahkan 0.1 gr KOH hingga 0.5 gr KOH dan 0.8 gr


87

KOH terjadi penurunan pada sifat rheology (lebih spesifik pada

viskositas dan gel strength). Itu berarti bahwa kekentalan semakin

menurun. Terbukti pada grafik viskositas dan gel strength (Gambar

12-16).

Dengan menurunnya sifat kekentalan sampel, akan diikuti

kenaikan kepada fluid loss sampel. Semakin menurun kekentalan

lumpur maka akan semakin tinggi filtrat yang dihasilkan dari fluid

loss. Hal ini dapat dilihat dari data yang diperoleh serta grafik fluid

loss (Tabel 6 dan Gambar 17).

Berdasarkan data pH sampel sebelum penambahan KOH

hingga penambahan KOH terjadi kenaikan. Tetapi terjadi

penurunan pada nilai yield point dan gel strength. Semakin tinggi

nilai pH berarti semakin tidak bagus sampel lumpur tersebut (Tabel

8 dan Gambar 18).

Dilakukan pula analisis alkaliniti, secara logika kita juga bisa

tahu bahwa pada penambahan KOH dapat mempengaruhi tingkat

keasaman maupun kebasaan. Analisis total kesadahan maupun

kalsium merupakan standar uji namun data hanya diperlukan bila

lumpur mengandung konsentrasi kalsium yang berlebihan. Hal

itu sama dengan data sampel (Lihat Tabel 7).

Peralatan yang ada dalam laboratorium cukup baik dan

akurat serta sesuai dengan standar yang ditentukan oleh standar

internasional API (American Petroleum Institute).


88

Sesuai dengan parameter, dapat dikatakan bahwa sampel

lumpur pengeboran berbahan dasar air sebelum penambahan KOH

layak untuk digunakan pada proses pengeboran.

4.8. Kesimpulan

Berdasarkan uji sifat water based mud dengan penambahan

KOH dalam menaikkan pH terhadap sifat rheology ( viskositas dan

gel strength ), fluid loss serta analisis alkalinity dapat diambil

kesimpulan bahwa :

Semakin besar berat KOH maka semakin tinggi harga pH berarti

semakin rendah nilai yield point.


semakin rendah nilai gel strength.


semakin tinggi fluid loss.


kekentalan sampel semakin menurun.

Semakin besar berat KOH maka semakin tinggi tingkat

kebasaan pada sampel water based mud.


89

BAB V

PENUTUP

5.1. Hasil PKL

Hasil yang didapat setelah PKL antara lain :

1. Mahasiswa dapat mengetahui lingkungan kerja dan cara

bersosialisasi di dunia kerja.

2. Mahasiswa memperoleh data hasil pekerjaan yang telah

dilakukan selama bekerja dan telah dioleh sesuai dengan

standar di perusahaan untuk pembuatan laporan.

3. Mahasiswa memahami cara menghadapi masalah yang terjadi

dalam dunia kerja.

5.2. Manfaat PKL

Ada beberapa manfaat yang didapat antara lain :

1. Menambah kedisiplinan dan rasa tanggung jawab terhadap

suatu pekerjaan yang diberikan.


90

2. Mahasiswa mendapatkan pengalaman kerja yang kelak akan

bermanfaat dimasa depan.

3. Menambah ilmu pengetahuan berupa teori dan pengalaman

yang belum pernah diperoleh selama menuntut ilmu di masa

kuliah.

5.3. Saran

Beberapa saran yang dapat menjadi perhatian untuk pihak

perusahaan :

Dalam menimbang, pengukuran lebih baik kuantitatif agar hasil

yang diperoleh sesuai dengan data yang diperoleh.

Untuk menimbang dalam jumlah besar, lebih baik menggunakan

wadah sehingga dapat kuantitatif dalam pengukuran.

Berikan perhatian penuh ketika melakukan titrasi dengan zat-zat

kimia karena ini merupakan data yang penting untuk sifat kimia

serta mencegah kontaminasi pada alat-alat ukur.

Beberapa saran yang dapat menjadi perhatian untuk Jurusan Kimia

Terapan :

Dapat meningkatkan kerjasama dengan perusahaan asing

seperti PT M-I INDONESIA karena menurut penulis perusahaan

ini memiliki manajemen yang baik serta dunia pengeboran yang

cukup sukses.


91

Memberikan kemudahan dalam pengurusan administrasi

ataupun hal yang berkaitan dengan akademik agar mahasiswa

merasa semuanya mudah untuk dijalankan sesuai dengan

peraturan yang semestinya.


92

DAFTAR PUSTAKA

A Primer of Oil Well Drilling. 3rd Edition. New york. API. 1970.

API Recommended Practice Standard Procedure For Field Testing OBM,

1st Edition, June 1990.

Drilling and Production Safety Code. London: The Institute Petroleum.

1969.

Drilling Fluid Engineering Manual, M-I Indonesia, 1998.

Drilling Mud Handbook, M-I Indonesia.

Drilling Fluids Technical Manual, Dowell, 1994.

Google website.

M-I SWACO website.

R. A. Day, JR & A. L. Underwood. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta :

Erlangga. 2001.

Rubiandini, Rudi., R. S., Dr. Ing., Teknik dan Alat Pemboran. Bandung :

HMTM PATRA ITB Bandung.


93

LAMPIRAN 1 : CONVERSION CONSTANT Multiply By To Obtain Volume barrel (bbl) 5.615 cubic ft (ft³) barrel (bbl) 0.159 cubic meter (m³) barrel (bbl) 42 gallon, U.S. (gal) cubic feet (ft³) 0.0283 cubic meter (m³) cubic feet (ft³) 7.48 gallon, U.S. (gal) gallon, U.S. (gal) 0.00379 cubic meter (m³) gallon, U.S. (gal) 3.785 liter (L) cubic meter (m³) 6.289 barrel (bbl) cubic meter (m³) 1,000 liter (L) Mass or weigth pound (lb) 453.6 gram (g) pound (lb) 0.454 kilogram (kg) kilogram (kg) 2.204 pound (lb) metric ton (mt) 1,000 kilogram (kg) Length feet (ft) 0.3048 meter (m) inch (in.) 2.54 centimeter (cm) inch (in.) 25.4 milimeter (mm) meter (m) 3.281 feet (ft) miles(mi) 1.609 kilometers (km) Pressure lb/in.² (psi) 6.895 kiloPascal (kPa) lb/in.² (psi) 0.06895 bar (bar) lb/in.² (psi) 0.0703 kg/cm³ kiloPascal (kPa) 0.145 lb/in.² (psi) bar (bar) 100 kiloPascal (kPa) Concentration pound/barrel (lb/bbl) 2.853 kg/m³ kilogram/cubic meter (kg/m³) 0.3505 lb/bbl Density pound/gallon (lb/gal) 119.83 kg/m³ kilogram/cubic meter (kg/m³) 0.00835 lb/gal pound/gallon (lb/gal) 0.11983 g/cm³, kg/L or SG pound/cubic feet (lb/ft³) 16.02 kg/m³ and g/L g/cm³, kg/l or SG 8.345 lb/gal


94

LAMPIRAN 2 : CONVERSION TABLE FOR MUD DENSITY

(ppg) (pcf) (sp gr) (psi/ft) (ppg) (pcf) (sp gr) (psi/ft) (ppg) (pcf) (sp gr)

8.3 62.4 1.00 0.620 11.9 89.3 1.43 0.810 15.6 116.6 1.878.5 63.4 1.02 0.630 12.1 90.7 1.45 0.820 15.8 118.1 1.898.7 64.8 1.04 0.640 12.3 92.2 1.48 0.830 16.0 119.5 1.928.9 66.2 1.06 0.650 12.5 93.6 1.50 0.840 16.2 121.0 1.949.1 67.7 1.09 0.660 12.7 95.0 1.52 0.850 16.4 122.4 1.969.2 69.1 1.11 0.670 12.9 96.5 1.55 0.860 16.6 123.8 1.999.4 70.6 1.13 0.680 13.1 97.9 1.57 0.870 16.8 125.3 2.019.6 72.0 1.15 0.690 13.3 99.4 1.59 0.880 16.9 126.7 2.039.8 73.4 1.18 0.700 13.5 100.8 1.62 0.890 17.1 128.2 2.06

10.0 74.9 1.20 0.710 13.7 102.2 1.64 0.900 17.3 129.6 2.0810.2 76.3 1.22 0.720 13.9 103.7 1.66 0.910 17.5 131.0 2.1010.4 77.8 1.25 0.730 14.1 105.1 1.69 0.920 17.7 132.5 2.1210.6 79.2 1.27 0.740 14.3 106.6 1.71 0.930 17.9 133.9 2.1510.8 80.6 1.29 0.750 14.5 108.0 1.73 0.940 18.1 135.4 2.1711.0 82.1 1.32 0.760 14.6 109.4 1.76 0.950 18.3 136.8 2.1911.2 83.5 1.34 0.770 14.8 110.9 1.78 0.960 18.5 138.2 2.2211.4 85.0 1.36 0.780 15.0 112.3 1.80 0.970 18.7 139.7 2.2411.6 86.4 1.39 0.790 15.2 113.8 1.82 0.980 18.9 141.1 2.26

11.7 87.8 1.41 0.800 15.4 115.2 1.85 0.990 19.1 142.6 2.29


95

LAMPIRAN 3 : Contoh bahan yang umum digunakan dalam pembuatan

lumpur pengeboran

Description M-I Baroid Primary Action

Weight material

API Barite (SG 4.2), M-I Bar Baroid For increasing density to 20 lb/gal

barium sulfate

Hematite (SG 5.0), Fer-ox Barodense For increasing density to 25 lb/gal

iron oxide

Sized calcium carbonate Lo-Wate Baracarb Acid soluble weighting and bridging

agent for increasing density to 12 lb/gal

Viscosifier

API Wyoming bentonite M-I Gel Aquagel Viscosity and filtration control

API non-treated Gel Supreme Aquagel Viscosity and filtration control

Wyoming bentonite Gold Seal

API attapulgite Salt Gel Zeogel Viscosity in saltwater muds

API Sepiolite Durogel Sea-mud Viscosity for freshwater, saltwater and

high-temperature geothermal muds

High moleculer weight DUO-VIS Barazan Bacterially produced xanthan gum for Xanthan gum viscosity and suspension in all water-base

Biopolymer muds

Premium grade clarified Flo-Vis Bacterially produced xanthan gum for Xanthan gum viscosity and suspension in drill-in fluid

Biopolymer systems Fluid-Loss-control Agents

Sodium CMC Cellex Fluid-loss control and viscosifier

carboxymethylcellulose

Polyanionic Cellulose Polypac PAC R Fluid-loss control and viscosifier

(PAC)

Polyanionic Cellulose Polypac UL PAC L Fluid-loss control with minimal viscosity

(PAC) ultra-low viscosity increase

Derived Starch Flo-Trol Fluid-loss control and viscosifier for drill-in

fluid systems


96

Description M-I Baroid Primary Action

Common Chemicals

Sodium hydroxide Caustic soda pH control in water-base muds

(NaOH)

Sodium bicarbonate Bicarbonate Calcium presipitant and pH reducer in

(NaHCO3) of soda cement contaminated muds

Sodium Carbonate Soda ash Calcium precipitant in lower pH muds

(Na2CO3)

Sodium chloride (NaCl) Salt Saturated salt muds, workover/completion

fluids and resistivity control

Potassium chloride (KCl) Muriate of Potassium source and increasing pH

Potash

Potassium hydroxide Caustic Potassium source and increasing pH in

(KOH) Potash potassium muds


4.6. Hasil Pengamatan

Data dan hasil pengukuran setiap pengukuran dilampirkan pada Tabel 4.

Pada Tabel 4 ditunjukkan data hasil pengukuran secara keseluruhan

Based Mud 0.1 KOH 0.2 KOH 0.3 KOH 0.4 KOH 0.5 KOH 0.8 KOH Mud Weigth 9.0 ppg 9.0 ppg 9.0 ppg 9.0 ppg 9.0 ppg 9.0 ppg 9.0 ppg

Rheology @ 120 ºF 600 RPM 64 cP 60 cP 59 cP 57 cP 56 cP 51 cP 42 cP

300 RPM 48 cP 45 cP 44 cP 42 cP 41 cP 37 cP 31 cP





Plastic Viscosity 16 cP 15 cP 15 cP 14 cP 14 cP 12 cP 11 cP

Yield Point 32 cP 30 cP 29 cP 28 cP 27 cP 25 cP 20 cP

10 Sec Gel Strength 12 cP 11 cP 10 cP 9 cP 6 cP 5 cP 3 cP

10 Minute Gel Strength 16 cP 14 cP 13 cP 10 cP 8 cP 6 cP 4 cP

API Fluid Loss 7 mL 7.2 mL 7.4 mL 7.6 mL 7.8 mL 8 mL 8.4 mL

pH 7 9.3 9.72 10.62 11.33 11.78 12.41

Pf 0 0.06 mL 0.13 mL 0.41 mL 0.44 mL 0.46 mL 1.5 mL

Mf 0.2 mL 0.10 mL 0.18 mL 0.48 mL 0.53 mL 0.57 mL 1.72 mL

Pm 0 0.11 mL 0.23 mL 0.58 mL 0.62 mL 1.06 mL 1.82 mL

Total Hardness 76 mg/L 64 mg/L 32 mg/L 36 mg/L 40 mg/L 44 mg/L 68 mg/L Ca 64 mg/L 24 mg/L 24 mg/L 28 mg/L 36 mg/L 40 mg/L 40 mg/L

Mg 7.29 mg/L 24.3 mg/L 4.86 mg/L

4.86 mg/L 2.43 mg/L 2.43 mg/L 4.86 mg/L

76


Documents

PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT LUMPUR ...lib.ui.ac.id/file?file=digital/2017-10/20379329-TA1442...PENGARUH KOH TERHADAP SIFAT LUMPUR PENGEBORAN BERBAHAN DASAR AIR ( WATER BASED-MUD) LAPORAN