Post on 21-Dec-2015
description
BAB III
PENGUKURAN DENSITAS DAN SAND CONTENT
3.1 Tujuan Percobaan
1. Mengetahui nilai densitas lumpur pemboran dengan menggunakan mud
balance.
2. Menentukan nilai kandungan pasir pada lumpur pemboran menggunakan
sand content set.
3. Mengetahui proses menentukan kandungan pasir pada lumpur pemboran.
4. Mengetahui proses menentukan densitas lumpur pemboran dengan
menggunakan mud balance.
5. Mengetahui cara pengukuran nilai densitas dan sand content.
3.2 Dasar Teori
Pengontrolan densitas dari lumpur pada hakekatnya adalah untuk
mencegah terjadinya semburan liar (blow out) dan juga digunakan untuk
menjaga kestabilan lubang bor. Berat lumpur maksimum yang diperlukan
pada pemboran sumur mkgas maupun geothermal ditentukan berdasarkan
gradient tekanan (psi/ft kedalaman) fluida formasi.
Lumpur yang terlalu berat dapat menyebabkan terjadinya loss
circulation, sedangkan lumpur yang terlalu ringan dapat menyebabkan
masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor (kick) dan jika tidak segera
diatasi dapat menyebabkan terjadinya semburan liar (blow out).
23
24
Dalam operasi pemboran tekanan formasiharus selalu dikontrol
dengan tekanan hidrostatik lumpur. Tekanan hidrostatik lumpur bertambah
dengan kenaikan densitas fluida.
Tekanan hidrostatik dapat dihitung dengan persamaan:
......................................................(Persamaan 3.1)
Dimana :
Ph : tekanan hidrostatik (psi)
ρ : densitas lumpur (lb/gal)
TVD : true vertical depth / kedalaman vertikal (ft)
Densitas dari lumpur pemboran merupakan salah satu sifat yang
sangat penting karena peranannya berhubungan langsung dengan fungsi
lumpur pemboran, yaitu untuk menahan tekanan formasi. Oleh karena itu
densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan di
bor.
Lumpur mempunyai peranan yang sangat besar dalam menentukan
keberhasilan suatu operasi pemboran sehingga perlu diperhatikan sifat-sifat
dari lumpur pemboran tersebut seperti Densitas, Viskositas, Gel
Strength ataupun Filtration Loss. Densitas lumpur berhubungan langsung
dengan fungsi lumpur bor sebagai penahan tekanan formasi. Dengan
densitas lumpur yang terlalau besar akan menyebabkan lumpur hilang ke
formasi (Loss Circulation), sedangkan apabila densitas lumpur bor terlalu
kecil akan menyebabkan Kick (masuknya fluida formasi ke dalam lubang
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Ph = 0,052 x ρ x TVD
25
sumur). Oleh karena itu, densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan
formasi batuan yang akan ditembus.
Persamaan umum yang digunakan serta asumsi asumsinya:
Volume setiap material adalah additive :
..................................................................(persamaan 3.2)
Jumlah berat adalah additive, maka :
.............................................(persamaan 3.3)
Keterangan :
Vs : volume solid (bbl)
Vml : volume lumpur lama (bbl)
Vmb : volume lumpur baru (bbl)
Ds : berat jenis solid (ppg)
Dml : berat jenis lumpur lama (ppg)
Dmg : berat jenis lumpur baru (ppg)
Dari persamaan 1 dan 2 didapatkan
......................................(persamaan 3.4)
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Vs + Vml = Vmb
Ds x Vs + dml x Vml = dmb
x Vmb
Vs= (dmb-dml ) x Vml(ds-dmb)
26
Karena zat pemberat (solid) beratnya adalah Ws = Vs x ds
Bila dimasukkan ke dalam persamaan 3
........................................(persamaan 3.5)
% Volume solid :
.................................(persamaan 3.6)
% Berat solid :
...................(persamaan 3.7)
Maka bila yang digunakan sebagai Solid adalah barite dengan
SG=4,3. Untuk menaikkan densitas dari lumpur lama seberat dml ke lumpur
baru sebesar dmb setiap bbl lumpur lama memerlukan berat solid, WS
sebanyak :
............................................................(Persamaan3.8)
Keterangan :
Ws : Berat Solid / zat pemberat (kg barit/bbl lumpur)
Sedangkan jika yang digunakan sebagai zat pemberat adalah
Bentonite dengan SG=2,5, maka untuk tiap barrel diperlukan lumpur:
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
WS=684 x(dmb-dmt)(35 ,8-dmb)
Ws= (dmb-dml )(ds- dmb)
x (ds x Vml )
VsVmb
x 100= (dmb-dml)(ds-dml)
x 100
ds x Vsdmb x Vmb
x 100%=ds (dmb-dml)dml (ds-dml)
x 100
27
..................................................................(persamaan 3.9)
Sand Content merupakan Tercampurnya serpihan-serpihan formasi
(Cutting) ke dalam lumpur pemboran akan membawa pengaruh pada operasi
pemboran. Serpihan-serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan
dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini
akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh sebab itu, setelah
lumpur disirkulasikan harus melalui proses pembersihan terutama
menghilangkan partikel-partikel yang masuk ke dalam lumpur selama
sirkulasi. Peralatan-Peralatan yang biasa digunakan disebut dengan
”Conditioning Equipment”, antara lain Shale Shaker yang berfungsi
membersihkan lumpur dari serpihan-serpihan atau Cutting yang berukuran
besar. Penggunaan Screen (saringan) untuk problematika padatan yang
terbawa dalam lumpur menjadi salah satu pilihan dalam Solid Control
Equipment. Solid atau padatan yang mempunyai ukuran yang lebih besar
dari jari-jari Screen akan tertinggal atau tersaring dan dibuang, sehingga
jumlah solid dalam lumpur bisa terminimalisasi. Jari-jari Screen diset agar
polimer dalam lumpur tidak ikut terbuang. Kerusakan screen dapat
diperbaiki dan diganti. Degassser yang berfungsi untuk membersihkan
lumpur dari gas yang mungkin masuk ke lumpur pemboran. Peralatan ini
sangat berfungsi pada saat pemboran menembus Zona Permeable, yang
ditandai dengan pemboran menjadi lebih cepat, densitas dari lumpur
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
WS=398 x(dmb-dmt)(20,8-dmb)
28
berkurang dan volume lumpur pada Mud Pit bertambah. Desander berfungsi
untuk membersihkan lumpur dari partikel-partikel padatan yang berukuran
kecil yang masih lolos dari Shale Shaker. Desilter memiliki fungsi yang
sama dengan Desander tetapi desilter dapat membersihkan lumpur dari
partikel-partikel yang berukuran lebih kecil. Penggunaan Desilter dan Mud
Cleaner harus dioptimalisasi oleh beberapa faktor seperti : berat lumpur,
biaya fasa liquid, komposisi solid dalam lumpur, biaya fasa liquid, biaya
logistik yang berhubungan dengan bahan kimia dan lain sebagainya.
Biasanya berat lumpur yang dikehendaki berkisar 10.8 biasanya lebih
praktis dengan menggunakan Mud Cleaner dibandingkan dengan
penyaringan dengan screen paling kecil. Selain itu penggunaan Mud
Cleaner lebih praktis dan juga biayanya lebih murah.
Penggambaran Sand Content dari lumpur bor merupakan persentase
volume dari partikel-partikel yang berdiameter lebih besar dari 74 mikron.
Hal ini dilakukan melalui pengukuran degan menggunakan saringan
tertentu. Jadi persamaan yang digunakan untuk menentukan kandungan
pasir (Sand Content) pada lumpur pemboran adalah :
................................................................(persamaan 3.10)
Keterangan :
n = Kandungan pasir
Vs = Volume pasir dalam lumpur
Vm = Volume lumpur
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
n = VsVm
x 100
29
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Tabel 3.1
Nama Alat-alat Laboratorium yang Digunakan Pada Percobaan
Pengukuran Densitas dan Sand Content
No Nama dan Gambar Alat Fungsi
1.
Gambar 3.1
Cup Mixer
Digunakan sebagai wadah
pada saat mencampurkan
(mixing) bahan-bahan
lumpur pemboran.
2.
Gambar 3.2
Gelas Kimia
Digunakan untuk tempat
melarutkan suatu zat.
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
30
3.
Gambar 3.3
Gelas Ukur
Digunakan untuk
menghitung volume suatu
fluida
4.
Gambar 3.4
Mud Balance
Digunakan untuk
mengukur nilai densitas
dari lumpur pemboran
satuannya lb/gal.
5.
Gambar 3.5
Multi Mixer
Digunakan sebagai
pengaduk otomatis
putarannya mengikuti low,
medium, dan high
tergantung setiap
komponen material
lumpur
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
31
6.
Gambar 3.6
Sand Content Set
Digunakan untuk
menghitung nilai
kandungan pasir atau
pengotor di dalam sistem
lumpur dalam satuan
persen.
7.
Gambar 3.7
Stopwatch
Digunakan untuk
menghitung waktu dalam
satuan detik.
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
32
8.
Gambar 3.8
Tiang Statif
Digunakan untuk
menggantungkan Tube.
9.
Gambar 3.9
Timbangan Digital
Digunakan untuk
menimbang material yang
akan di pakai untuk
membuat lumpur
dinyatakan dalam satuan
gram.
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
33
10.
Gambar 3.10
Tube
Digunakan sebagai wadah
untuk menampung lumpur
yang akan diberi
kandungan pasirnya.
3.3.2 Bahan
a. Aquadest 350 mL
b. Barite 4 gr
c. Bentonite 22,5 gr
d. Cutting 1 gr
3.3.3 Gambar Rangkaian Alat
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
34
Mud Balance Sand Content Set
3.4 Prosedur Percobaan
3.4.1 Membuat Lumpur Dasar
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
35
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Mengambil aquadest subanyak 350 mL dengan menggunakan
gelas ukur.
Mencampurkan aquadest dan bentonite yang telah disiapkan ke
dalam cup mixer, lalu memixingnya dengan menggunakan
multi mixer selama 15 menit dengan kecepatan low.
Menimbang bentonite sebanyak 22,5 gram menggunakan
timbangan.
36
3.4.2 Mengukur Densitas Lumpur dengan Menggunakan Mud
Balance
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Membersihkan dan merapihkan alat dan bahan yang telah
digunakan.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
37
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Mengkalibrasi mud balance dengan menggunakan aquadest.
Mencampurkan lumpur dasar dengan barite sebanyak 4 gram ke
dalam cup mixer lalu memixingnya kembali selama 5 menit
dengan kecepatan low.
38
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Menutup cup dan membersihkan bagian luar cup, lalu mengatur
rider sehingga level glass seimbang.
Mengisi cup mud balance dengan lumpur.
Membaca densitas yang ditunjukkan oleh skala lalu mencatat
hasil yang di dapat.
39
3.4.3 Mengukur Kandungan Pasir dengan Menggunakan Sand
Content Set
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Membersihkan dan merapihkan alat dan bahan yang telah
digunakan.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
40
.
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Mencampur lumpur dasar dan cutting sebanyak 2 gram ke dalam
cup mixer lalu memixingnya kembali selama 5 menit
dengan kecepatan low.
Mengisi tube dengan lumpur pemboran sampai batas mud to
here, lalu menambah air pada batas water to here.
41
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Menutup tube dengan ibu jari, lalu menggoyang – goyangkan
tube sampai lumpur dan air merata.
Menuangkan lumpur dan air yang telah tercampur di dalam tube
ke dalam sieve hingga di dapat kandungan pasir yang
tersaring.
42
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Membalik rangkaian sieve lalu memasang funnel dan tube di
bagian bawah.
Membilas pasir yang tersaring di sieve dan membaca persen
volume yang di dapat pada skala tube.
43
3.5 Hasil Pengamatan
Tabel 3.2
Hasil Pengamatan Densitas pada Lumpur Pemboran
Bahan Lumpur Dasar
Komposisi SatuanUrutan Mixing
Hasil Pengamatan
(lb/gal)Aquadest 350 mL
15’ Low8,8Bentonite 22.5 Gr
Barite 4 Gr 5’ Low
Tabel 3.3
Hasil Pengamatan Kandungan Pasir pada Lumpur Pemboran
Bahan Lumpur Dasar
Komposisi SatuanUrutan Mixing
Hasil Pengamatan
(%)Aquadest 350 mL
15 ’Low0,31Bentonite 22.5 Gr
Cutting 2 Gr 5’ Low
3.6 Pembahasan
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
Membersihkan dan merapihkan alat dan bahan yang telah
digunakan.
44
Pada percobaan ini berjudul pengukuran densitas dan sand content
bertujuan agar praktikan mampu mengetahui nilai densitas lumpur
pemboran dengan menggunakan mud balance, mampu menentukan nilai
kandungan pasir pada lumpur pemboran menggunakan sand content set,
mampu mengetahui cara menentukan kandungan pasir pada lumpur
pemboran, mampu mengetahui cara menentukan densitas lumpur pemboran
menggunakan mud balance, serta mengetahui proses pengukuran nilai
densitas dan sand content.
Densitas dari lumpur pemboran merupakan salah satu sifat yang
sangat penting karena peranannya berhubungan langsung dengan fungsi
lumpur pemboran, yaitu untuk menahan tekanan formasi. Oleh karena itu
densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan di
bor. Lumpur pemboran memiliki peranan yang sangat penting dalam
menentukan keberhasilan suatu operasi pemboran sehingga perlu
diperhatikan sifat-sifat dari lumpur tersebut seperti Densitas, Viskositas, Gel
Strength ataupun Filtration Loss. Densitas lumpur pemboran bor
berhubungan langsung dengan fungsi dari lumpur pemboran sebagai
penahan tekanan formasi. Dengan densitas lumpur yang terlalu besar akan
dapat menyebabkan lumpur hilang ke formasi (Loss Circulation), sedangkan
apabila densitas lumpur bor yang terlalu kecil akan dapat
menyebabkan Kick (masuknya fluida formasi ke dalam lubang sumur). Oleh
karena itu, densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang
akan ditembus pada saat pemboran.
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
45
Sand Content merupakan Tercampurnya serpihan-serpihan formasi
(Cutting) ke dalam lumpur pemboran akan membawa pengaruh pada operasi
pemboran. Serpihan-serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan
dapat mempengaruhi karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini
akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh sebab itu, setelah
lumpur disirkulasikan harus melalui proses pembersihan terutama
menghilangkan partikel-partikel yang masuk ke dalam lumpur selama
sirkulasi. Peralatan-Peralatan yang biasa digunakan disebut dengan
”Conditioning Equipment”.
Alat yang digunakan pada percobaan pengukuran densitas dan sand
content diantaranya Cup Mixer berfungsi sebagai wadah untuk menampung
bahan pembuat lumpur, Gelas Kimia untuk menampung lumpur pemboran
yang akan diuji, Gelas Ukur digunakan untuk mengukur Aquadest sebanyak
250 ml, Mud Malance digunakan untuk mengukur densitas dari lumpur
yang diuji, Multi Mixer digunakan untuk mencampurkan Aquadest, barite,
bentonite dan cutting yang digunakan untuk membuat lumpur dasar yang
akan diuji, Sand Content Set digunakan untuk mengukur kandungan pasir
pada lumpur pemboran, Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu saat
membuat lumpur dasar, Tiang Statif digunakan untuk menggantung Tube,
Timbangan digunakan untuk mengukur barite dan bentonite dan Tube
digunakan untuk mengukur kandungan pasir yang terdapat pada lumpur.
Serta bahan yang digunakan ialah 350 ml Aquadest digunakan sebagai fasa
kontinyu dari lumpur pemboran, 4 gram Barite digunakan untuk menambah
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
46
densitas lumpur pemboran , 22,5 gram bentonite digunakan untuk bahan
dasar lumpur bor, dan 1 gram cutting digunakan untuk memberikan
kandungan pasir pada lumpur bor.
Langkah langkah percobaan yang dilakukan adalah pertama tama
membuat lumpur dasar dengan cara menyiapkan alat dan bahan yang akan
digunakan. Mengambil aquadest subanyak 350 mL dengan menggunakan
gelas ukur. Menimbang bentonite sebanyak 22,5 gram menggunakan
timbangan. Mencampurkan aquadest dan bentonite yang telah disiapkan ke
dalam cup mixer, lalu memixingnya dengan menggunakan multi mixer
selama 15 menit dengan kecepatan low. Membersihkan dan merapihkan
alat dan bahan yang telah digunakan. Selanjutnya mengukur densitas
lumpur dengan cara menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
Mencampurkan lumpur dasar dengan barite sebanyak 4 gram ke dalam cup
mixer lalu memixingnya kembali selama 5 menit dengan kecepatan low.
Mengkalibrasi mud balance dengan menggunakan aquadest. Mengisi cup
mud balance dengan lumpur. Menutup cup dan membersihkan bagian luar
cup, lalu mengatur rider sehingga level glass seimbang. Membaca densitas
yang ditunjukkan oleh skala lalu mencatat hasil yang di dapat.
Membersihkan dan merapihkan alat dan bahan yang telah digunakan.
Terakhir mengukur kandungan pasir dengan cara menyiapkan alat dan
bahan yang akan digunakan. Mencampur lumpur dasar dan cutting sebanyak
2 gram ke dalam cup mixer lalu memixingnya kembali selama 5 menit
dengan kecepatan low. Mengisi tube dengan lumpur pemboran sampai batas
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
47
mud to here, lalu menambah air pada batas water to here. Menutup tube
dengan ibu jari, lalu menggoyang – goyangkan tube sampai lumpur dan air
merata. Menuangkan lumpur dan air yang telah tercampur di dalam tube ke
dalam sieve hingga di dapat kandungan pasir yang tersaring. Membalik
rangkaian sieve lalu memasang funnel dan tube di bagian bawah. Membilas
pasir yang tersaring di sieve dan membaca persen volume yang di dapat
pada skala tube. Membersihkan dan merapihkan alat dan bahan yang telah
digunakan.
Dari percobaan pengukuran densitas dan sand content didapatkan
densitas lumpur pemboran sebesar 8,8 ppg dan kandungan pasir pada
lumpur pemboran sebesar 0,31%.
3.7 Analisa Kesalahan
Pada percobaan mengenai pengukuran densitas dan sand content
memiliki beberapa kesalahan:
a. Mud balance dalam pembacaan tidak akurat.
b. Cutting ada yang tumpah.
3.8 Kesimpulan
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
48
Berdasarkan percobaan Pengukuran Densitas dan Sand Content
dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Densitas dari lumpur pemboran ialah sebesar 8,8 ppg.
2. Kandungan pasir pada lumpur pemboran sebesar 0,31%
3. Proses untuk menentukan kandungan pasir dengan cara menyiapkan alat
dan bahan yang akan digunakan. Mencampur lumpur dasar dan cutting
sebanyak 2 gram ke dalam cup mixer lalu memixingnya kembali selama 5
menit dengan kecepatan low. Mengisi tube dengan lumpur pemboran
sampai batas mud to here, lalu menambah air pada batas water to here.
Menutup tube dengan ibu jari, lalu menggoyang – goyangkan tube
sampai lumpur dan air merata. Menuangkan lumpur dan air yang telah
tercampur di dalam tube ke dalam sieve hingga di dapat kandungan pasir
yang tersaring. Membalik rangkaian sieve lalu memasang funnel dan tube
di bagian bawah. Membilas pasir yang tersaring di sieve dan membaca
persen volume yang di dapat pada skala tube. Membersihkan dan
merapihkan alat dan bahan yang telah digunakan.
4. Proses untuk menentukan densitas lumpur dengan cara menyiapkan alat
dan bahan yang akan digunakan. Mencampurkan lumpur dasar dengan
barite sebanyak 4 gram ke dalam cup mixer lalu memixingnya kembali
selama 5 menit dengan kecepatan low. Mengkalibrasi mud balance
dengan menggunakan aquadest. Mengisi cup mud balance dengan
lumpur. Menutup cup dan membersihkan bagian luar cup, lalu mengatur
rider sehingga level glass seimbang. Membaca densitas yang ditunjukkan
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran
49
oleh skala lalu mencatat hasil yang di dapat. Membersihkan dan
merapihkan alat dan bahan yang telah digunakan.
5. Nilai densitas dapat diketahui dengan cara melihat rider yang terdapat
pada mud balance dan nilai sand content dapat diketahui dengan cara
melihat skala yang terdapat pada tube.
Laporan Resmi Praktikum Analisa Lumpur Pemboran