19

TEKNIK PEMBORAN

1. Sistem tenaga (Power System)Power sistem berfungsi untuk mendukung seluruh sistem di rig dengan menyediakan suatu sumber tenaga yang diperlukan untuk operasi pemboran, total daya yang umum didalam sebuah rig adalah berkisar pada 1000 3000 HP.A. Power Suplay Equipment (prime mover) adalah penggerak utama pada operasi pemboran yang dihasilkan oleh mesin-mesin besar untuk keperluan sirkulasi lumpur, hoisting, rotary drill string, pump dan lain-lain.B. Transmisi (Distribution / Transmission Equipment)Untuk meneruskan atau menyalurkan tenaga dari penggerak utama yang diperlukan untuk suatu operasi pemboran. Transmisi dibagi menjadi:a. Sistem transmisi mekanis (Mechanical Power Transmission)Dalam proses distribusi tenaga dengan menggunakan sistem transmisi mekanik, maka tenaga yang dihasilkan oleh mesin diteruskan secara mekanis. b. Sistem Transmisi listrik (Electrical Power Transmission)Tenaga listrik yang biasa digunakan dihasilkan dari tenaga diesel (diesel electric). Pada sistem transimisi dengan diesel listrik, mesin diesel digunakan tenaga listrik dari generator listrik yang ada di depan block. Sistem tenaga yang dipasang pada suatu unit pemboran, harus memenuhi keperluan keperluan berikut:1. Fungsi Angkat2. Rotasi (Putar)3. Pompa (Pump)4. Penerangan

19Pemakaian sistem transmisi listrik mempunyai beberapa keuntungan, yaitu:1. Letaknya yang flexible2. Tidak memerlukan rantai penghubung3. Pada umumnya lebih kompak serta portable

Kelebihan Transmisia. Lebih leluasa dalam mengatur unit pembangkit tenagab. Memperbaiki penggabungan yang rumitc. Masalah penyetelan sedikitd. Lebih terature. Mudah dipindahkan

2. Sistem Pengangkat (Hoisting System)Fungsi utama: memberikan ruang yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan rangkaian pipa bor dan peralatan lainnya.Hoisting system dibagi menjadi 2 sub-komponen utama, yaitu:A. Struktur penyangga Adalah suatu kerangka sebagai platform yang berfungsi sebagai penyangga peralatann pemboran. Struktur penyangga meliputi: Drilling tower (Menara pemboran) berfungsi untuk memberikan ruang kerja yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan drill collar serta casing string. Substructure (kaki-kali rig) berfungsi untuk menahan beban tekan yang berasal dari peralatan pemboran itu sendiri. Rig Floor (Lantai Bor) berfungsi untuk menampung peralatan pemboran yang berukuran kecil, tempat berdirinya menara dan sebagai tempat kerja para roughneck. B. Peralatan pengangkat meliputi: Drawwork merupakan otak dari suatu unit pemboran karena melalui alat ini seorang driller melakukan dan mengatur operasi pemboran.Fungsi utama dari drawwork adalah: Memindahkan tenaga dari prime mover ke rangakaian pipa bor selama pemboran berlangsung. Memindahkan tenaga dari prime mover ke rotary table Memindahkan tenaga dari prime mover ke chathead untuk menyambung atau melepas section rangkaian pipa bor Overhead Tools terdiri dari Crown block, travelling block, hook dan elevator. Drilling Line berfungsi untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook. Drilling line terdiri dari Reeved drilling line, Dead line, Dead line anchor dan Storage or supplay real.

3. Sistem Pemutar (Rotating system)Tujuan: untuk memutar rangkaian pipa pemboran dan memberikan beban diatas bit selama operasi pemboran berlangsung.Sistem pemutar terdiri dari 3 komponen utama, yaitu:A. Peralatan pemutara. Meja Putar : peralatan yang digunakan untuk memutar dan dipakai untuk menggantung drill string.b. Master Bushing : sebagai tempat kedudukan kelly bushing atau rotary slip.c. Kelly Bushing : untuk meneruskan tenaga putar dari rotary table kerangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung.d. Rotary Slip : sebagai penggantung rangkaian piap bor pada saat dilakukan penyambungan ataupun pelepasan bagian rangkaian pipa bor.B. Rangkaian pipa bora. Swivel : sebagai penahan beban drillstring dan bagian statis yang memberikan drillsring berputar.b. Kelly : rangkaian pipa bor yang pertama dibawah swivel.c. Drill Pipe : pipa baja yang disambung dibawah kelly.d. Drill Collar : pipa baja penyambung berdinding tebal yang terletak dibagian bawah drill string diatas bit.C. Mata bor (Bit)a. Drag Bitb. Roller Conec. Diamond BitD. Specialized Down Hole Toolsa. Stabilizerb. Rotary Reamersc. Shock Absorbers

4. Sistem sirkulasi (Circulating system)Tujuan: untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistem pemboran, sehingga lumpur pemboran dapat berfungsi optimal.Sistem sirkulasi dibagi menjadi 4 sub-komponen utama, yaitu:A. Fluida pemboran (drilling fluida, Mud)Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari: air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun ditergent.Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain:a. Mengangkat cutting ke permukaanb. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill stringc. Memberi dinding lubang bor dengan mud caked. Mengontrol tekanan formasie. Menahan cutting dan meterial pemberat sirkulasi lumur dihentikanf. Melepaskan pasir dan cutting dipermukaang. Menahan sebagian berat drill pipe dan cutting (bouyancy efect)h. Mengurangi efek negatif pada formasii. Mendapatkan informasi (mud log dan sampel log)j. Media Logging

B. Komposisi Lumpur PemboranAda 2 hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu:a. Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusan.b. Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi bawah permukaan seperti masuknya fluida formasi bertekanan tinggi.C. Rheologi Lumpur Pemborana. Yeild Point: Bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya tarik menarik antar partikel.b. Gel Strength : kemampuan pembentukan padatan (gel) karena gaya tarik menarik antar partikel clay pada saat diam (statik)c. Plastic Viscosity : sebagi bagian dari resistensi untuk mengalir yang disebabkan gaya friksi mekanik.Additif Lumpur:a. Bentonite : Additif yang digunakan untuk mengurangi viskositas agar densitas mengecil.b. Barite : Additif yang digunakan untuk menambah densitasD. Komponen Lumpur PemboranSecara umum, lumpur pemboran dapat dipandang mempunyai empat komponen atau fasa, yaitu ;a. fasa cair (air atau minyak); 75% lumpur pemboran menggunakan air.Istilah oil-base digunakan bila minyaknya lebih dari 95%.b. reactive solids, yaitu padatan yang bereaksi dengan air membentuk koloid (clay); dalam hal ini clay air tawar seperti bentonite mengisap (absorb) air tawar dan membentuk lumpur.c. inert solids (zat padat yang tak bereaksi); ini dapat berupa Barite (BaSO4) yang digunakan untuk menaikkan densitas lumpur. d. fasa kimia, merupakan bagian dari system yang digunakan untuk mengontrol sifat-sifat lumpurE. Jenis Lumpur PemboranFluida pemboran yang umum digunakan dalam suatu operasi pemboran dapat digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:a. Water based mudb. Oil based mudc. Udara atau gas mud F. Tempat Persiapan (Preparation Area)Peralatan yang digunakan untuk persiapan pembuatan lumpur pemboran meliputi:a. Mud house, merupakan gudang untuk menyimpan additivesb. Steel mud pits/tank, merupakan bak penampung lumpur di permukaan terbuat dari bajac. Mixing Hopper, merupakan peralatan yang digunakan untuk menambah additive ke dalam lumpurd. Chemical mixing barrel, merupakan peralatan untuk menambah bahan-bahan kimia kedalam sumur.e. Bulk storage bins, merupakan bin yang berukuran besar digunakan untuk menambah additive dalam jumlah yang banyak.f. Water Tank, merupakan tanki penyimpan air yang digunakan pada saat persiapan lumpurg. Reserve pit, merupakan kolam yang besar digunakan untuk menampung kelebihan lumpur.

G. Conditioning AreaDitempatkan didekat rig. Area ini terdiri dari peralataan-peralatan khusus yang digunakan untuk clean up (pembersihan) lumpur bor setelah keluar dari lubang bor. fungsi utama peralatan-peralatan ini adalah untuk membersihkan lumpur dari serbuk bor (cutting) dan gas-gas yang terikut.Metode pokok yang digunakan untuk memisahkan cutting dan gas ada 2 macam, yaitu:a. Mempunyai prinsip gravitasi, dimana lumpur dialirkan melalui shale shaker dan setting tank.b. Secara mekanik, dimana peralatan-peralatan khusus yang dipasang pada mud pits dapat memisahkan lumpur dan gasPeralatan yang digunakan pada conditioning area terdiri dari:a. Setting tank, merupakan bak terbuat dari baja digunakan untuk menampung lumpur bor selama conditioning.b. Reserve Pits, merupakan kolam besar yang digunakan untuk menampung cutting dari dalam lubang bor dan kadang-kadang untuk menampung kelebihan lumpur bor.c. Mud-Gas separator, merupakan suatu peralatan yang memisahkan gas terlarut dalam lubang bor dalam jumlah besar.d. Shale shaker, merupakan peralatan yang memisahkan cutting yang besar-besar dari lubang bor.e. Degasser, merupakan peralatan yang memisahkan butira-butir pasir dari lubang bor.f. Desilter, merupakan peralatan yang memisahkan partikel-pertikel cutting yang berukuran paling halus dari lumpur bor.Skema Perjalanan Lumpur Pemboran (Peralatan yang dilalui):

Rotary HouseStand PipeDischarge LineMud PumpMud tankAnnulusMud Return LineShale ShakerBitKellyDrill StringSwivel

5. Sistem pencegahan semburan liar (Blowout Preventation System)Sistem untuk mencegah terjadinya semburan liar (blow out), menutup lubang bor ketika terjadi kick.Kick merupakan masuknya fluida formasi bertekanan tinggi ke dalam lubang bor. intrusi fluida formasi ini dapat berkembang menjadi blow out (semburan liar) bila tidak segera diatasi.Blow Out merupakan masuknya aliran fluida formasi yang tidak terkendali ke permukaan. Semburan liar yang terjadi akibat kick yang tidak diatasi.Rangakaian peralatan BOP SystemA. Rangkaian BOP StackDitempatkan pada kepala casing (kepala sumur) langsung dibawah rotary teble pada lantai bor.a. Annular Preventerb. Ram Preventerc. Drilling Spoolsd. Casing HeadB. AccumulatorPada saat terjadinya kick, crew dapat dengan cepat menutup Blow Out Preventer dengan menghidupkan comtool pada accumulator pada remote panel yang terletak pada lantai bor.C. Sistem Penunjanga. Choke Manifoldb. Kill lineTekanan yang diberikan BOP stack sebesar 2000 psi 15000 psi.

6. Sistem Penyemenan (cementing system)Berdasarkan jenis peralatan, dibagi menjadi 2 yaitu:A. Peralatan di atas permukaana. Cementing unitFungsi: Memompakan bubur semen (cement slurry) dan lumpur pemboran dalam proses penyemenan.Terdiri dari: Tanki semen, mixing hopper, jet mixer, motor penggerak pompab. Flow lineFungsi: Mengalirkan bubur semen (cement slurry) yang dipompakan dari cementing unit ke cementing head.c. Cementing headFungsi: Untuk mengatur bubur semen (cement slurry) yang mesuk ke lubang bor.B. Peralatan di Bawah Permukaana. CasingFungsi: 1. Melindungi lubang bor dari pengaruh fluida formasi dan tekanan disekitar lubang bor.2. Mencegah runtuhnya dinding lubang bor.3. Memisahkan formasi produktif yang satu dengan yang lainnya.4. Bersama-sama semen memperkuat lubang bor serta mempermudah operasi produksi nantinya.Jenis-jenis casing antara lain:1. Conductor Casing2. Surface Casing3. Intermediate Casing4. Production Casingb. CentralizerFungsinya:1. Untuk menempatkan posisi casing berada ditengah lubang bor.2. Menyekap Mud Cake.3. Mencegah terjadinya differential stickingc. Scretcher (dipasangkan pada casing)Fungsinya: Untuk membersihkan lubang bor dan mad cake agar didapatkan lubang bor yang bersih.d. Peralatan FloatingTerdiri dari:1. Shoe : Casing shoe dan float shoe2. Collar : Guide collar dan fluid collar

Jenis Jenis Penyemenan1. Primary CementingPenyemenan utama setelah casing diturunkan ke dalam sumur Pada primary cementing, penyemenan casing pada dinding lubang sumur dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen. a. Penyemenan conductor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya kontaminasi fluida pemboran (lumpur pemboran) terhadap formasi.b. Penyemenan surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agar tidak tercemar dari fluida pemboran, memperkuat kedudukan surface casing sebagai tempat dipasangnya alat BOP (Blow Out Preventer), untuk menahan beban casing yang terdapat di bawahnya dan untuk mencegah terjadinya aliran fluida pemboran atau fluida formasi yang akan melalui surface casing.c. Penyemenan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan formasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lost circulation.d. Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya aliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi yang tidak diinginkan, yang akan memasuki sumur. Selain itu untuk mengisolasi zona produktif yang akan diproduksikan fluida formasi (perforated completion), dan juga untuk mencegah terjadinya korosi pada casing yang disebabkan oleh material-material korosif.2. Secondary / Remedial CementingPenyemenan kedua setelah primary cementing atau penyemenan perbaikan, penyemenan ulang untuk menyempurnakan primary cementing atau memperbaiki penyemenan yang rusak. Juga dilakukan apabila pengeboran gagal mendapatkan minyak dan menutup kembali zona produksi yang diperforasi.a. Squeeze CementingPenyemenan yang dilakukan selama operasi pemboran berlangsung, komplesi atau workover.Bertujuan untuk : Mengurangi Water Oil Ratio (WOR) Mengurangi Gas Oil Ratio (GOR) Menutup formasi yang sudah tidak produktif lagi Menutup zona loss circulation Memperbaiki kebocoran yang terjadi di casing Memperbaiki Primary Cementing yang kurang sempurnab. Re-CementingAdalah menyempurnakan primary cementing yang gagal, memperluas perlindungan casing atas top cement.3. Plug Back CementingPlag Banck Cementing dilakukan untuk:a. Menutup atau meniggalkan sumur b. Melakukan derictional drilling, sebagai landasan whipstock.c. Menutup zona air dibawah zona minyak agar WOR berkurang ada operasi open hole completion.Sifat Sifat Semena. Densitas : sebagai perbandingan antara jumlah berat bubuk semen, air dan additif terhadap jumlah bubur semen.b. Thickening Time : sebagai waktu yang diperlukan suspensi semen untuk mencapai kosistensi sebesar 100 UC (Unit of Consistency).c. Filtration Loss : peristiwa hilangnya cairan dari suspensi semen kedalam formasi permeabel yang dilalui.d. Water Cement Ratio : perbandingan air yang dicamur terhadap bubuk semen sewaktu suspensi semen dibuat.e. Waiting On Cement : waktu yang dihitung saat wiper plug diturunkan sampai kemudian plug dibor kembali untuk operasi selanjutnya.f. Compressive strength : sebagai kekuatan semen dalam menahan tekanan yang berasal dari formasi maupun dari casing.g. Shear strength : sebagi kekuatan semen menahan barat casing.

Jenis jenis additif semena. Accelerator : Aditif yang dapat mempercepat proses pengerasan suspensi semen.b. Retarder : Aditif yang dapat memperlamabat proses pengerasan suspensi semen.c. Extender : Aditif yang berfungsi untuk menaikkan volume suspensi semen.d. Weighting Agents : Aditif yang berfungsi menaikkan densitas suspensi semen.e. Dispersant : Aditif yang dapat mengurangi viskositas suspensi semen.f. Fluid Loss Control Agents : Aditif yang berfungsi mencegah hilangnya fasa liquid semen kedalam formasi, sehingga terjaga kandungan cairan pada suspensi semen.g. Lost Circulation Control Agents : Aditif yang berfungsi mengontrol hilangnya suspensi semen kedalam formasi yang lemah atau bergoa.

Tekanan di Formasia. Tekanan HidrostatikTekanan Hidrostatik adalah tekanan yang diakibatkan oleh beban fluida diatasnya. Secara empiris dapat dituliskan sebagai berikut:P = .g.h = .h

b. Tekanan OverburdenTekanan Overburden adalah besarnya tekanan yang diakibatkan oleh berat seluruh beban (material + cairan) yang berada diatas suatu kedalaman tertentu tiap satuan luas.c. Tekanan Formasi NormalTekanan formasi adalah besarnya tekanan yang diberikan casing yang mengisi rongga formasi, secara hidrostatis untuk keadaan normal sama dengan tekanan kolom cairan yang ada dalam dasar formasi sampai ke permukaan.d. Tekanan RekahTekanan Rekah adalah tekanan hidrostatis formasi maksimum yang dapat ditahan tanpa menyebabkan terjadinya pecah.e. Tekanan Formasi AbnormalTekanan Formasi Abnormal adalah tekanan formasi yang lebih besar dari yang diperhitungkan pada gradien hidrostatik.f. Tekanan Formasi SubnormalAdalah tekanan formasi yang berada dibawah tekanan hidrostatik normal.

Sebab terjadinya wellkicka. Berat jenis lumpur yang tidak memadaib. Kurangnya tinggi kolom lumpurc. Kehilangan Sirkulasid. Kandungan gas dalam lumpure. Akibat aksi pengisapan

Tanda-tanda terjadinya wellkickPada saat pemboran berlangsunga. Laju penembusan tiba-tiba naikb. Volume lumpur dalam anki naikc. Di flow line laju alir naik dan densitas lumpur turund. Tekanan pompa untuk sirkulasi turun, tapi kecepatan pompa naike. Berat bit turun, tapi putarannya naikf. Timbulnya gelembung-gelembung gas di mud pitg. Berat jenis shale relatif turunh. d-Eksponent relatif turunPada saat penyambungan pipa atau pompa dihentikan (rount trip)a. Aliran tetap ada walaupun pompa dihentikanb. Volume lumpur di tanki penampungan bertambahc. Tekanan pompa untuk sirkulasi mekin turun dengan bertambahnya pipa.d. Berat jenis lumpur di flow line turun

Jenis-jenis rig1. Land Rig (Rig Darat)Rig semacam ini sudah sering dijumpai di darat. Cuma mungkin ada beberapa perbedaan antara rig kecil dan rig besar. Rig kecil biasanya hanya digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan sederhana, seperti well service atau work over. Sedangkan rig besar digunakan untuk operasi pengeboran, baik pengeboran vertikal atau pengeboran directioanal. Land rig dirancang portable, sehingga mudah untuk dibongkar pasang dan dibawah oleh truck atau trailer.2. Rig Offshorea. BargeRig semacam ini digunakan di perairan dangkal, seperti daerah rawa atau delta sungai. Rig ini terbatas pada kedalaman air 3-5 meter (15-30 feet).b. Jack-UpRig ini terdiri dari barge yang ditopang oleh beberapa kaki baja. Rig ini terapung atau digusung ke lokasi. Pada lokasi yang telah ditentukan. Crew rig akan mengoperasikan kaki-kaki baja rig ini turun hingga menyentuh dasar laut. Setalah kaki-kaki baja tersebut mantap menjejakkan ke dasar laut, kemudian barge akan dinaikkan hingga beberapa meter diatas permukaan air laut. Rig semacam ini hanya terbatas digunakan pada kedalaman air maksimum 110 meter (sekitar 350 feet).c. Fixed PlatformPlatform ini dibangun pada beton dan kaki baja yang berpondasi langsung di dasar laut. Platform ini bisa dimuati dek dengan ruang untuk rig pengeboran, fasilitas produksi dan akomodasi personeld. Semisubmersible RigRig ini mempunyai dua atau lebih hull atau semacam kaki. Kaki ini dirancang untuk terapung (flooded, ballasted). Setengah terapung. Ballast Control System, dioperasikan oleh komputer sehingga rig selalu berada pada level diatas air sesuai dengan keinginan. Pengaruh ombak masih terasa pada rig ini. Semisubmersible digunakan operator pada pengeboran lepas pantai kedalaman air sekitar 90-750 meter (300-2500 feet).e. Drill ShipRig ini juga jenis rig terapung. Rig ini seperti kapal-kapal kebanyakan, cuma sudah dimodifikasi beberapa bagiannya sehingga berfungsi sebagai rig. Rig ini dioperasikan pada kedalaman laut lebih dari 2800 meter (6000 feet).