Download pdf - Drilling & Mud Logging

BAB II . Drilling dan Mud Logging - 4

BAB II

DRILLING DAN MUD LOGGING

DRILLING

A. Pendahuluan

Dalam kegiatan eksplorasi hidrokarbon dikenal adanya beberapa jenis

pemboran yang berbeda-beda sesuai maksud dan tujuannya. Beberapa jenis pemboran

tersebut antara lain :

1. Pemboran stratigrafi

2. Pemboran struktur

3. Pemboran untuk operasi seismik

4. Pemboran eksplorasi

5. Pemboran produksi

Pemboran eksplorasi merupakan hal yang terpenting bagi seorang wellsite

geologist disamping jenis pemboran yang lain. Oleh karena itu yang akan dibahas disini

adalah pemboran eksplorasi atau exploration drilling.

B. Peralatan Pemboran

Pemboran dilaksanakan dengan menggunakan seperangkat peralatan alat

pemboran yang dikenal sebagai drilling rig. Secara umum rig dapat dibagi menjadi dua

jenis yaitu rig darat / onshore rig / land rig dan offshore rig. Hampir semua land rig

mempunyai bentuk dan susunan yang sama, sementar untuk offshore rig terdapat 5

jenid yang masing-mading didesain khusus untuk lingkungan perairan yang berbeda.

Kelima jenis rig tersebut adalah barge, jack-up, fixed platform, semi-submersible dan

drill ship.

1. Komponen Utama Rig Pemboran

Komponen utama pada rig pemboran dapat dikelompokkan menjadi 3 sistem,

yaitu Rotaring System, Circulating System, dan Hoisting System.

A. Rotaring System

Rotaring system berfungsi sebagai pemutar pipa Kelly yang di bawahnya

disambung drillstring dan bit yang dapat ikut berputar sehingga pemboran dapat

dilakukan. Rotaring system ini terdiri dari :

1. Bit (mata bor), yang berfungsi untuk mengebor atau merupakan ujung bor.

2. Bit sub, merupakan salah satu rangkaian dari bit.


3. Drill collars, memiliki fungsi untuk memberikan penambahan beban pada

mata bor sehingga drillpipe dapat tetap lurus bila terjadi tekanan, kemudian

dapat pula berfungsi sebagai beban atau pemberat agar lubang tetap lurus,

dan mempertahankan agar pengeboran dapat tetap memiliki arah yang lurus

sehingga akibatnya tidak merusak dinding pengeboran.

4. Drillpipe, atau pipa baja yang memiliki fungsi sebagai bumbung

pengeboran di dalam sistem pengeboran

5. Kelly saver sub, yaitu sambungan setar putar pipa pendek untuk

menyambung setang putar berulir halus dengan pipa bor berulir kasar

6. Kelly, yaitu pipa berbentuk persegi 6 dengan panjang sekitar 40 ft, berfungsi

untuk meneruskan tenaga putaran dari rotary table menuju drillpipe dan

pipa Kelly ini bebas bergerak turun searah dengan laju pengeboran

7. Swivel, merupakan penyambung antara rotary hose dengan pipa Kelly dan

berfungsi mamasukkan lumpur bor ke dalam pipa Kelly selama pemboran

berlangsung

8. Rotary, berfungsi untuk memutar drillstem

9. Prime movers and compound

10. Kelly bushing

B. Circulating System

Berfungsi sebagai pembantu rotary system di waktu pengeboran dan menjaga

atau memperbarui drilling fluid dalam lubang bor. Circulating System ini terdiri dari :

1. Bit sub

2. Drill colars

3. Drillpipe

4. Rotary hose and standpipe, berfungsi untuk mendorong lumpur dalam

mudpump berupa piston jenis duplex

a. Swivel

b. Prime movers and compound

c. Mud pump, berfungsi mendorong lumpur dalam tekanan dan volume

tertentu

d. Mud pit

5. BOP (Blow Out Preventer), penahan semburan liar, berfungsi untuk

mengontrol kick agar blow out tidak terjadi


C. Hoisting System

Berfungsi untuk menurunkan atau mengangkat rangkaian pipa bor dari lubang

pemboran, berperan pada saat pemboran serta pada saat connection dan tripping out.

Hoisting System ini terdiri dari :

1. Hook

2. Travelling block

3. Wire line

4. Crown block

5. Drawn works

6. (Kelima alat diatas merupakan peralatan yang dipasang pada menara untuk

mengoperasikan naik turunnya pipa ke dalam lubang pemboran.)

7. Prime movers and compound

8. Derrick, yaitu menara yang berfungsi untuk memperoleh vertical clearence

dalam mengangkat dan menrunkan rangkaian pipa bor ke dalam lubang bor

9. Flare bridge, yaitu alat pembuanagan minyak atau gas secara aman dengan

jalan pembakaran karena tidak dapat dipadamkan

10. Module

11. Racking platform (monkery boards), tempat dimana monkey man bekerja

mobiling

12. Helipad, landasan helikopter

MUD LOGGING

Mud logging merupakan pekerjaan inspeksi, deteksi dan evaluasi yang

dilakukan pada lokasi pemboran secara kontinyu terhadap unit batuan yang telah dibor

untuk menentukan potensi minyak dan gas.

Serbuk bor hasil pemboran yang dibawa oleh lumpur merupakan data bawah

permukaan yang langsung didapat ketika pemboran sedang berlangsung. Lumpur

logging merupakan analisis untuk mendeteksi dan menghitung jumlah konsentrasi

hidrokarbon yang terdapat pada lumpur bor yang bercampur dengan serbuk bor.

Lumpur logging ini diperkenalkan oleh ahli perminyakan Amerika yang bernama

Hayward (1983) dan dikembangkan oleh Lynch (1962).

Analisis terhadap serbuk bor yang keluar bersama-sama dengan lumpur

dilakukan secara terus menerus baik pada sumur eksplorasi ataupun pada sumur


produksi. Salah satu contoh dari fluida pemboran yang sering digunakan adalah lumpur

( mud). Fungsi dari Fluida atau lumpur pemboran adalah sbb :

1. Mengontrol tekanan subsurface pada lubang bor.

2. Memindahkan cutting dan menahan cutting saat pemboran berhenti.

3. Sebagai pendingin dan pelumas mata bor dan rangkaian pipa bor.

4. Melapisi dinding lubang bor dengan mud cake ( lapisan Impermeable)

5. Menambah beban pada drillstring dan casing.

Beberapa Parameter yang mempengaruhi jumlah minyak dan gas yang ada di

formasi dan minyak dan gas yang dikandung oleh lumpur pemboran adalah sbb:

1. Kedalaman.

2. Rate Of Penetration ( ROP ).

3. Ukuran lubang bor.

4. Volume dari fluida pemboran yang disirkulasikan.

5. Physical properties formasi

6. Sifat dari lumpur pemboran.

Beberapa Contoh Perhitungan Dalam Drilling dan Pressure Control

1. Menghitung volume lubang bor dan volume anulus

Volume lubang bor = V. Conductor pipe + V. Casing + V. Open hole

Volume cond. pipe; Casing; Open hole = HID

1029

2

V. anulus = V. Lubang bor – Total displacement drill string

Total displacement drill string = tot. disp. drill collar (DC) + tot. disp. drill pipe

(DP)

Displacement : DC ; DP = HOD

1029

2

Keterangan :

OD : Outer diameters ( inch )

ID : Inner diameters ( inch )

H : Kedalaman / panjang ( ft )

Satuan dalam Barrels ( Bbls )


2. Menghitung Lag Time (LT)

Lag time merupakan waktu yang diperlukan oleh cutting dari dasar ke permukaan.

Lag Time =

Ket. POP (pump out put) dalam satuan BPM ( Barrel per menit ) atau

BPS (Barrel per stroke).

Stroke : Gerakan piston pompa untuk mendorong lumpur ke dalam swivel.

POP = GPS X Pump Speed

Satuan dalam stroke atau menit

3. Complete Circulation (CC)

Complete circulation adalah waktu yang diperlukan oleh lumpur untuk bergerak

mulai masuk drillstring sampai lumpur tersebut keluar lagi dari anulus.

CC =

Drill string displacement =

Drill string meliputi drill collar dan drill pipe.

Satuan dalam stroke atau menit

4. Annular Velocity

Annular velocity (AV) merupakan perhitungan kecepatan lumpur pada anulus.

Anulus dibedakan menjadi :

Anulus antara conductor pipe – drill pipe

Anulus antara casing – drill pipe

Anulus antara open hole – drill pipe

Anulus antara open hole – drill collar

AV = 22

55,24

DPDH

POP

Keterangan :

POP dalam satuan GPM (Gallon per menit)

DH : Diameter lubang (inner diameter)

DP : Diameter (outer diameter) drill pipe atau drill collar

Satuan AV dalam ft / menit

POPV

anulusV

.

.

POP

ntdisplacemegdrillstrinsumurV .

HIDOD

1029

22


5. Tekanan Formasi (Pf)

Pf = P hidostatik + SIDPP

Dimana :

P hidrostatik = 0,052 X Mw X TD

Keterangan :

SIDPP : Shut in Drill Pipe Pressure ( tekanan dalam drill string karena intrusi

lumpur ke sumur)

Mw : Berat Jenis Lumpur (PPG)

PPG : Pounds per Gallon

TD : Total Depth (ft)

Satuan dalam Psi (Pound per square inch)

6. Equal Mud Density (EMD)

Merupakan besarnya berat jenis lumpur (MW) yang diperlukan untuk mengimbangi

tekanan formasi.

EMD = Mwo + TD

SIDPP

052,0 atau

EMD = TD

Pf

052,0

Satuan dalam PPG

7. Effective Circulating Density (ECD)

ECD merupakan berat jenis lumpur saat begerak dalam anulus.

ECD = TD

APLMWo

052,0

dimana :

APL = hDPDH

Yp

052,0

)(7,11

Keterangan :

APL : Annular Pressure Loss (Psi)

Yp : Yield Point (sifat keplastisan)

h : Panjang anulus

Satuan ECD dalam PPG dan satuan APL dalam Psi


8. Jenis fluida yang mengintrusi sumur (P)

Terlebih dahulu kita harus menghitung L ( panjang kolom fluida dalam anulus).

Untuk itu harus diketahui :

Pit gain yakni penambahan volume lumpur

Volume anulus per feet (ft) → b

Volume total anulus dalam barrel → a

Dimana :

V. anulus per-ft antara open hole dengan dril collar = 1029

22 DCOH → b

Volume total anulus (OH-DC) = b x h → a

a > pit gain, maka L = pit gain x b

a < pit gain, maka L = h + c / b

Keterangan :

c = pit gain – a

h = panjang anulus

sehingga : P = L

SIDPPSICPMW

052,0

)(

Harga P : 1 – 3 : Gas

4 – 7 : Minyak

8 – 9 : Fresh water

9 – 10 : Salt water

9. Kill Mud (KM)

Merupakan lumpur dengan berat jenis tertentu yang diperlukan untuk menghentikan

intrusi fluida.

KM = Mw + TD

SIDPP

052,0 atau

KM = TD

Pf

052,0

Dalam satuan PPG


10. Perhitungan untuk membuat campuran Kill Mud

X = NMw

OMwNMw

03,35

)(1471

Dimana :

X = jumlah barit yang diperlukan untuk menambah berat jenis dalam tiap barrel

lumpur (PPB).

NMw = berat jenis lumpur yang diinginkan

Omw = berat jenis lumpur mula-mula

11. Rumus mengencerkan Kill Mud

V1 . M1 + 8,55 . (X) = (V1 + X) . M2

X = 55,8

)(

2

21

W

WWV

Keterangan :

V1 : Vol. Lumpur mula – mula

M1 : Berat jenis lumpur mula – mula

W1 : Berat jenis mula – mula

W2 : Berat jenis yang diinginkan

8,55 : Berat jenis air laut

X : volume air laut yang diperlukan untuk pengenceran


DAFTAR PUSTAKA

Exlog, 1980, Field Geologist Training Guide – An Introduction To Oilfield Geology,

Mud Logging and Formation Evaluation, Exlog Inc., Sacramento,

California.