Teknik Pengeboran - Estimasi Biaya Pengeboran Dan Penilaian Mata Bor

8/20/2019 Teknik Pengeboran - Estimasi Biaya Pengeboran Dan Penilaian Mata Bor

1/137


2/137

1. ESTIMASI BIAYA PENGEBORAN


3/137

Pentingnya Penilaian Mata Bor

• Merupakan komponen penting dalam biayaprogram pengeboran;

• Menentukan kecepatan Pengeboran (Rate ofPenetration, ROP) Pemilihan Bit;

• Menentukan umur dan masa pakai waktupenggantian mata bor efisiensi;

• Menentukan tripping time efisiensi


4/137

Analisis Biaya Pengeboran

(Drilling Cost Analysis)

Merupakan bagian dari tugas pokok Drilling Engineer:

1. Merekomendasikan prosedur pengeboran yang

aman dan penyelesaian sumur pada biayaoperasi terendah.

2. Merekomendasikan operasi rig rutin, meliputi:a) Pengelolaan drilling fluidb) Operasi pompac) Pemilihan bitd) Menangani permasalahan selama proses pengeboran


5/137

5

Biaya Pengeboran

• Cenderung meningkat secara eksponensialdengan peningkatan kedalaman. Sehingga

akan lebih menguntungkan jika

mempertimbangkan hubungan antara totalbiaya sumur (C) dengan kedalaman (D):

C = aebD


6/137

6

Drilling Cost vs. Time

DEPTHft

DAYS or DOLLARS

TD


7/137

7

Konstanta a dan b terutama tergantung kepadalokasi pengeboran.

Catatan hasi bor dievaluasi dan ditentukanuntuk memperdiksi biaya pengeboran

selanjutnya.• Contoh berikut: kedalaman bor 7,500 ft -

21,000 ft.

• Berdasarkan data tersebut maka didapat:a = 1 X 105 dollar

b = 2 X 10-4 ft -1.

C = aebD

C = 1 X 105 e 2 X 10-4 D


8/137

8

Teknik interpolasi kurva least-square dari 1978 sumur untuk mengestimasi

biaya penyelesaian sumur.

C = 1 X 105 e 2 X 10-4 D


9/137

9

Kecepatan Pengeboran (Rate of

Penetration, ROP)

Jika variasi litologi tidak terlalu besar, makakecepatan pengeboran umumnya berkurang

secara eksponensial sesuai kedalaman. Pada

kondisi ini, berlaku ROP:

Di mana K dan a2 adalah konstanta.

DaKe

dt

dD2303.2−=


10/137

Faktor-Faktor yang mempengaruhi

ROP

1. Keterampilan Operator (Personal efficiency)

2. Efisiensi Rig

3. Karakteristik Formasi Batuan

a. Kekuatan batuan (strength),

b. Kekerasan dan kemampugerusan (hardness and / or

abrasiveness),

c. Kondisi tekanan formasi,

d. Elastisitas batuan,

e. Kelengketan (stickiness atau balling tendency),

f. Kandungan Fluida (fluid content ),

g. Tekanan antar pori, porositas dan permeabilitas


11/137

Faktor-Faktor yang mempengaruhi

ROP

4. Faktor Mekanika. WOB (weight on bit)

b. Jenis Bit (bit type)

c. Kecepatan putar (rotary speed)

5. Faktor Hidrolika. Kecepatan semprotan pada nozzle (jet velocity),

b. Pembersihan dasar lubang (bottom- hole cleaning )

6. Sifat Lumpur (Drilling fluid properties)

a. Berat lumpur (mud weight)

b. Viskositas lumpur

c. filtrate loss

d. Kandungan padatan (solid content).


12/137


13/137

13

Dengan mem-plot Kedalaman vs. waktu

pengeboran (sumur2 sebelumnya):

1) Memungkinkan kita untuk memprediksi biaya

pegeboran sumur baru dengan akurat.

1. Digunakan untuk evaluasi prosedur pengeboran

baru, untuk mengurangi waktu pengeboran)


14/137

14

Contoh - Cost per foot

t R D Total Cost Cf hr fph ft $ $/ft

5 90 475 36,950 77.80

10 80 900 47,800 53.1020 60 1,600 69,200 43.3025 50 1,875 79,750 42.5030 40 2,100 90,200 43.00

35 30 2,275 100,550 44.2040 20 2,400 110,800 46.20


15/137

15

Cost per ft untuk seluruh bit run

Minimum Cost

80

70

60

50

40


16/137

16

Berdasarkan tabel dan grafik tersebut, maka

prosedur ekonominya:

1. Dapat menarik/mengganti bit setelah

digunakan 25 jam ($42.50/ft)

karena biayabor setelah 30 jam adalah $43.00/ft

2. Penentuan jenis bit yang digunakan akan

menjadi sangat penting.


17/137

17

Faktor penentu ROP

Jenis mata bor

Berat mata bor

Kecepatan putaran (rpm)

Kemampuan membersihkan dasar lubang

Sifat lumpur yang digunakan

• Peningkatan berat dan kecepatan putar bit akanmeningkatkan drilling rate meningkatkanwaktu pemakaian (umur) bit.

Kekerasan batuan

Tekanan formasi

Variabel:

Faktor Tetap:


18/137

18

Pemilihan Bit tergantung kepada:

• Catatan penggunaan bit pada pengeboransebelumnya

• Prediksi formasi geologi (litologi) yang akan di-bor

• Drilling costs $/bit...

• Drilling cost in $/ft


19/137

19

Contoh d =10”

Bit Weight x 1,000 lb/in

40,000 lbf


20/137

20Rotary Speed, RPM

Umur Bit


21/137

21

EFET TEKANAN BALIK

P_bit = Konstan= 550 psi


22/137

22Hydrostatic Pressure, 1,000’s of psi

Efek tekanan balik (Back Pressure effect)

0 - 5,000 psi


23/137

23Drilling Time, days

Drilled with gas

Drilled with mud

Efek Lumpur Bor

mud vs. gas


24/137

24Rotating Time, hours

EFFECT OF DRILLING FLUID

water vs. air


25/137

25Old style water course bits


26/137

26

Efek padatan dalam lumpur bor

Gradien Tekanan Hidrostatik


27/137

27

Gradien Tekanan Hidrostatik

(Hydrostatic Pressure Gradient)

Fresh Water Pressure Gradient = 0.433 psi/ft Density of Fresh Water = 8.33 lb/gal

Hydrostatic Pressure (at 12,000 ft depth):

with water: p = Gw

* Depth (vertical depth)

= 0.433 psi/ft * 12,000 ft

= 5,196 psi


28/137

28

Tekanan Hidrostatik

Dengan densiti lumpur 14 lb/gal : p = GM

* Depth

Depth*psi/ft433.0*8.33

Mud

ρ=

Depth*WeightMud*0.052Pressure =

= 0.052 *14.0 *12,000

= 8,736 psig

(5,196 psi with water)

b h k id ik


29/137

29

Kebutuhan Tekanan Hidrostatik

(Hydrostatic Pressure Required)

Depth*0.052

Pressure WeightMud Required =

Berapa berat lumpur yang dibutuhkanuntuk menyeimbangkan tekanan pori

10,000 psig kedalaman vertikal 12,000 ft?

12,000*0.05210,000 WeightMud Required =

MW = 16.03 lb/gal

Perhitungan Biaya Pengeboran


30/137

30

Perhitungan Biaya Pengeboran

(Drilling Cost Estimation)

Cf =

drilling cost, $/ftCb= cost of bit, $/bit

Cr = fixed operating cost of rig, $/hr

tb = total rotating time, hrs

tc = total non-rotating time, hrs

tt = total trip time (round trip), hrs

D∆

ft$

D)ttt(CCC tcbr bf

∆= +++

= footage drilledwith bit, ft/bit

Contoh Perhitungan dalam


31/137

31

Contoh Perhitungan dalam

Pemilihan Mata Bor

• Suatu program pemilihan mata bor diajukan untukpengeboran sumur baru dengan menggunakan data

unjuk kerja bit sumur terdekat.

• Data diperoleh dari catatan drilling performance padapenggunaan 3 buah mata bor dalam pengeboran

formasi batugamping dengan kedalaman 9,000 ft.

• Tentukan jenis mata bor yang harus dipilih jika:• Biaya operasi rig = $400/hr,

• Waktu pengeboran (tripping time)= 7 jam,

• Waktu penyambungan = 1 menit/sambungan.


32/137

32

Jika diasumsikan bahwa setiap bit telah digunakandi sumur terdekat dengan biaya minimum per footadalah sebagai berikut:

Mean

Bit Rotating Connection PenetrationCost Time Time RateBit ($) (hours) (hours) (ft/hr)

A 800 14.8 0.1 13.8

B 4,900 57.7 0.4 12.6C 4,500 95.8 0.5 10.2

Bit mana yang direkomendasikan untuk digunakan?


33/137

33

Penyelesaian:

Cost per foot (Cf) pengeboran untuk tiapmata bor dihitung dengan menggunakan

persamaan, untuk Bit A:

/ft.81.46$)8.14(8.13

)71.08.14(400800=

+++= f C

ft D

t t t C C C

t cbr b f

$)(

∆=

+++


34/137

34

Dengan cara yang sama, untuk Bit B,

/ft.56.42$)7.57(6.12

)74.07.57(400900,4Cf =+++=

ft$

D)ttt(CCC tcbr bf

∆= +++


35/137

35

Untuk Bit C:

/ft.89.46$)8.95(2.10

)75.08.95(400500,4Cf =

+++

=

ft$

D)ttt(CCC tcbr bf

∆= +++


36/137

36

Kesimpulan:

Bit A: $46.81 /ft

Bit B: $42.56 /ft

Bit C: $46.89 /ft

Biaya pengeboran minimum diperoleh

dengan menggunakan Bit B. meskipunharga bit termahal, tetapi masa pakai danROP cukup baik untuk diterapkan.


37/137

2. PENILAIAN MATA BOR

STANDARD IADC

(INTERNATIONAL STANDARD DRILLINGCONTRACTORS)


38/137

Faktor Penentu Pemilihan Bit

1. Jenis Formasi batuan (keras , lunak)

2. Berat Bit

3. Biaya Operasi Bit:

a. Kecepatan penembusan (ROP)

b. Umur pakai

c. Efektifitas & mutu produksi lubang (full sized

atau full-gauge hole)


39/137


40/137

KODE BIT MENURUT IADC


41/137


42/137

DIGIT KEDUA

DIGIT KEDUA:

• 1, 2, 3 dan 4 adalah rincian lebih lanjut dariformasi, di mana:

1 Formasi Paling Lunak 4 Formasi Paling Keras dan Sulit.

DIGIT KETIGA: 1 s/d 7

Digit ini mengklasifikasikan Bit berdasarkan jenis bantalan/seal dan proteksi khususterhadap gauge


43/137

Kode Digit Ketiga:• 1. Standard open bearing roller bit• 2. Standard open bearing roller bit, air-cooled• 3. Standard open bearing roller bit with gauge

protection which is defined as carbide insertsin the heel of the cone

• 4. Sealed roller bearing bit• 5. Sealed roller bearing bit with gauge protection

• 6. Journal sealed bearing bit• 7. Journal sealed bearing bit with gauge protection


44/137

DIGIT KEEMPAT:

Berisi kode huruf tentang deskripsi tambahan

mengenai kondisi mata bor:A. Air Application

R. Reinforced Welds

C. Center Jet

S. Standard Steel Tooth

D. Deviation Control

X. Chisel Insert

E. Extended Jet

Y. Conical Insert

G. Extra Gage ProtectionZ. Other Insert Shape

J. Jet Deflection


45/137

Contoh


46/137


47/137


48/137


49/137


50/137

1. GIGI

Gigi dibagi menjadi

8 Tingkat Keausan

• Roller Steel teeth: T3 berarti berati 3/8 dari gigi


51/137

Roller Steel teeth: T3 berarti berati 3/8 dari gigi

telah aus

• Tungsten Carbide Insert bit: T3 berarti 3/8 gigitelah aus atau lepas


52/137


53/137


54/137

3. Gouge Wear (Diameter Lubang)

• Bit mengalami keausan di sekeliling Bit sehingga diameternyalubang yang dihasilkan mengecil.

• Diameter diukur dengan “Gauge Ring” (dinyatakan dalaminch)


55/137

Cara mengukur:

Cara 1: 2 buah cone kontak

dgn dinding ring, diukur x

2/4

Cara 2: seluruh conediposisikan di tengah ring

gauge, hasil pengukuran x

2.


56/137


57/137


58/137


59/137


60/137


61/137


62/137


63/137


64/137


65/137


66/137


67/137


68/137


69/137


70/137


71/137


72/137


73/137


74/137


75/137


76/137

JENIS JENIS MATA BOR


77/137

JENIS-JENIS MATA BOR

https://www.youtube.com/watch?f

eature=player_detailpage&v=h4Q

R8fqXCfE

Secara umum jenis-jenis bit dapat


78/137

Secara umum jenis jenis bit dapat

dikelompokkan seperti berikut

1. Roller Cone Bit

– Milled Tooth Bit gigi tetap

– Inserted Tooth Bit gigi bisa diganti

2. Fixed Cutter Bit (Drag Bit)

3. Diamond Bit


79/137

K l bih I t R ll C


80/137

Kelebihan Insert Roller Cone

1. Dapat menangani berbagai kondisipengeboran

2. Dapat digunakan dalam formasi keras dan

lunak3. Tingkat / kecepatan penetrasi tinggi

4. Lebih murah daripada bit pemotong tetap

5. Lebih sensitif dalam menerima overpressure

formasi, sehingga dapat digunakan sebagai

indikator formasi overpressure,

K l h


81/137

Kelemahan

• Lebih mudah aus dibandingkan dengan bitPCD

• Jam Bit (waktu rotasi Bit) kurang

Mill d T th


82/137

Milled Tooth

• Gigi panjang untuk formasi lunak

• Gigi pendek untuk formasi keras

• Cone off-set di soft-formasi hasil bit dalam

menggores aksi mencongkel

• Dapat mengasah / mempertajam sendiri

dgn menggunakan Hardfacing di satu sisi

• Kecepatan pengeboran tinggi terutama

dalam batuan lunak


83/137


84/137


85/137


86/137


87/137


88/137


89/137


90/137


91/137


92/137


93/137


94/137

FIXED DILLING BIT


95/137

FIXED DILLING BIT

• Fixed cutter atau drag bits tidakmemiliki bagian-bagian yang bergerak

atau berputar (misal bearing)

KELEBIHAN FIXED BIT


96/137

KELEBIHAN FIXED BIT

1. Dapat mengebor lubang sangat panjang, jikakondisi pengeboran sesuai.

2. Masa pakai lama dan jam kerja tinggi,meskipun bekerja pada formasi sulit dan

abrasif3. Memungkinkan rotasi sedikit lebih tinggi,ketika diterapkan penggunaan motor lubang

4. Sebagai aturan praktis, keuntungan khususnyapada diamond bit dan roller bit adalah semakindalam dan semakin kecil diameter lubangmaka semakin cepat penetrasinya.


97/137


98/137

full diameter dril ling side tracking


99/137

full-diameter dril ling side-tracking

Bore hole opening(pengeboran awal ~ pilot hole)


100/137

(p g p )


101/137


102/137

Fixed Cutter Bits


103/137

Twister

Recommended for Milling

Cement, Composite Plugs &

Cast Iron Plugs

DIAMOND BIT

http://www.chapcosupply.com/shop/fixed-cutter-bits/twisterhttp://www.chapcosupply.com/shop/fixed-cutter-bits/twister


104/137

DIAMOND BIT


105/137


106/137


107/137

Diamond Bit


108/137

Diamond Bit

• Bubuk intan atau biji-bijian, dapat berupa berlianalami atau polikristalin-termal berlian yang stabil(sintetis).

• Ukuran dari 8 - 115 mikrometer.

• Diamond tersebut dapat berupa campuran atau- diresapi (impregnasi) atau tertanam dalammatriks karbida, baja atau tungsten.

• Dapat diterapkan pada formasi batuan hinggasuhu 1.200 º C.

• Pada jenis bit yang tertanam dalam tubuh bit,ada kemungkinan untuk ditukar-ganti.


109/137


110/137


111/137

DIAMOND BIT


112/137

(Impregnated)

• Bit yang disisipi intan diresapi digunakan untuk memotongformasi batuan ultra-keras.

• Menggunakan logam campuran (alloy) yang diperkuatdengan karbida dan intan sintetis berukuran sebesar biji

jagung.

• Hal ini memungkinkan bit untuk mengebor semua jenisformasi.

• Bit intan Impregnasi ini dapat disesuaikan denganpekerjaan mulai dari forrmasi sangat rusak (brokenformation) yang kasar hingga formasi yang sangat halus,

baik batuan konsolidasi maupun yang ultra-keras.• Penajaman sendiri (Bit resharpens) terbentuk karenaputaran yang memperbaharui tepian sehingga menjaditajam

• Bit ini tidak dirancang untuk mengebor dari awal /

overburden.


113/137


114/137


115/137


116/137


117/137


118/137


119/137

DIAMOND BIT – TUNGSTEN CARBIDE


120/137

O U GS C


121/137


122/137


123/137


124/137


125/137

IADC System


126/137

50

y

• Operational since 1972

• Provides a Method of Categorizing Roller Cone

Rock Bits

• Design and Application related coding

• Most Recent Revision

‘The IADC Roller Bit Classification System’

1992, IADC/SPE Drilling Conference

Paper # 23937

IADC Classification


127/137

51

• 4-Character Design/Application Code

– First 3 Characters are NUMERIC

– 4th Character is ALPHABETIC

135M or 447X or 637Y

Sequence


128/137

53

• Numeric Characters are defined:

– Series 1st

– Type 2nd

– Bearing & Gage 3rd

• Alphabetic Character defined: – Features Available 4th

135M or 447X or 637Y

Series


129/137

54

• FIRST CHARACTER

• General Formation Characteristics

• Eight (8) Series or Categories

• Series 1 to 3 Milled Tooth Bits

• Series 4 to 8 Tungsten Carbide Insert BitsThe higher the series number,

the harder/more abrasive the rock

135M or 447X or 637Y


130/137

Type


131/137

56

• SECOND CHARACTER

• Degree of Hardness

• Each Series divided into 3 or 4 ‘Types’

• Type 1 Softest Formation in a Series

• Type 4 Hardest Formation in a Series

Increasing Rock Hardness

135M or 447X or 637Y

Bearing & Gage


132/137

57

• THIRD CHARACTER

• Bearing Design and Gage Protection

• Seven (7) Categories – 1. Non-Sealed (Open) Roller Bearing – 2. Roller Bearing Air Cooled

– 3. Non-Sealed (Open) Roller Bearing Gage Protected

– 4. Sealed Roller Bearing – 5. Sealed Roller Bearing Gage Protected

– 6. Sealed Friction Bearing

– 7. Sealed Friction Bearing Gage Protected

135M or 447X or 637Y

Features Available


133/137

58

• FOURTH CHARACTER

• Features Available (Optional)

• Sixteen (16) Alphabetic Characters

• Most Significant Feature Listed(i.e. only one alphabetic character should be selected).

135M or 447X or 637Y


134/137

Categorization - Summary


135/137

60

g y

• Convenient Categorization System

• Design and Application Code

• Know its Limitations• Use Carefully in Application Decisions

– Consider other sources: offset bit records; dull

grading; performance analysis.


136/137

61


137/137

A “D” in front signifies

a diamond bit

D1 - D5 signifies a

natural diamond or

PDC bit

D7 - D9 signifies a

Documents

Teknik Pengeboran - Estimasi Biaya Pengeboran Dan Penilaian Mata Bor