APLIKASI PEMBORAN SIDETRACK MENGGUNAKAN …iatmi.or.id/assets/bulletin/pdf/2001/2001-01.pdf · PDC...

PROCEEDING SIMPOSIUM NASIONAL IATMI 2001Yogyakarta, 3-5 Oktober 2001

IATMI 2001-01

APLIKASI PEMBORAN SIDETRACKMENGGUNAKAN TEKNOLOGI COILED TUBING PADA FORMASI SHALE

Andi Eka Prasetia, Harry BudihardjoJurusan Teknik Perminyakan UPN”Veteran” Yogyakarta,

E-mail: [email protected], [email protected]

Kata kunci : Torsi, Sidetrack, Tool face, Bit balling, Visplex, BHA.

ABSTRAK

Pemboran Sidetrack menggunakan teknologi coiled tubing (Coiled Tubing Drilling) Merupakan hal yang baru dalam duniaperminyakan, terutama di Indonesia. Sidetrack merupakan awal pertama pada pemboran berarah dan horizontal pada open holemaupun cased hole untuk menghindari fishing dan daerah objective lain yang jauh dari target. Alasan digunakanya CTD dikarenakanbisa dilakukan pada underbalance, lebih ekonomis dan praktis, ramah lingkungan serta mudah pengoperasianya. Sifat dasar shaleseperti mudah mengembang menimbulkan masalah yang berdampak luas pada jalannya operasi pemboran seperti penyimpangan arahdan sulitnya pengangkatan cutting serta tidak efefctifnya laju penembusan. Untuk itu diperlukanya analisa pada factor formasi, Weighton Bit (WOB) dan modifikasi Bottom Hole Assembly (BHA) serta desain lumpur pemboran.

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui permasalahan yang terjadi pada waktu pemboran sidetrackmenggunakan coiled tubing yang dilakukan pada formasi shale serta analisanya sehinga sebagai acuan untuk pemboran berikutnya.Untuk lebih komprehensif di sajikan pula kasus pemboran sidetrack menggunakan coiled tubing pada sumur ”X” dilapangan “Y” diLaut Jawa, Indonesia.

Kesimpulan secara garis besar pada makalah ini adalah Mengetahui sifat- sifat shale sangat menentukan sekali dalampertimbangan penentuan Bottom Hole Assembly ( BHA ) dan juga desain lumpur untuk kelancaran operasi pemboran, Sebagai contohuntuk empertahankan laju penembusan dibutuhkan jenis bit yang memiliki kekuatan penetrasi tinggi pada formasi lunak untuk itu PolyDiamond Crystaline (PDC ) bit diganti dengan Thermally Sterable Polycrystalline ( TSP ) dengan perbesaran motor. Keunggulancoiled tubing drilling dibanding jenis pemboran lain yaitu dapat di lakukan dalam kondisi underbalance, hemat waktu dan tempat,ramah lingkungan sehingga perkembanganya akan menjadi teknologi pemboran yang mempunyai prospek cerah

1. PENDAHULUAN

Teknologi Coiled Tubing merupakan hal yang baru dibidangteknologi pemboran. Teknologi ini mulai dikenalkan diIndonesia ada tahun 1996. Perkembangan selanjutnya,dikembangkan oleh ARII pada tahun 1997 untuk pemboran(pilot project) pada sumur – sumur yang telah mengalamipenurunan produksi. Pengertian dari coiled tubing adalahsuatu tubing yang dapat digulung terbuat dari campuran bajadan carbon secara kontinyu. Pada operasi pemboranmenggunakan coiled tubing, drill pipe tidak digunakan sepertipada pemboran konvensional (rotary drilling). Pemboranmengunakan coiled tubing mempunyai beberapa kelebihandiantaranya; dapat digunakan pada kondisi underbalancesehingga dapat meminimalkan kerusakan formasi akibatinvasi dari filtrat lumpur kedalam formasi, Coiled TubingUnit (CTU) merupakan peralatan kompak sehingga tidakmemerlukan tempat yang luas dan mudah dalampengangkutanya, mengurangi waktu cabut pasang pipa( Round trip ) karena pada coiled tubing merupakan tubingstring yang kontinyu. Keuntungan – keuntungan yang telahdisebutkan diatas mendorong pengembangan untuk aplikasicoiled tubing terutama dalam pemboran sidetrack yangmerupakan langkah pertama bagi sebagian besar operasipemboran berarah dan horisontal pada sumur terbuka maupunyang telah bercasing. Pekerjaan sidetrack juga seringdigunakan untuk menghindari pekerjaan fishing yangberlarut- larut atau membor daerah obyektif lain yangberlokasi jauh dari daerah target awal.

Menjaga agar lubang bor tetap stabil adalah suatu tantanganyang besar saat melakukan pemboran sumur. Ketidakstabilanlubang bor disebabkan oleh perubahan radikal dari gaya –

gaya mekanik dan kondisi kimia serta fisika lapisan batuansaat di bor.

2. DASAR TEORI

2.1. Coiled Tubing Drilling

Pemboran menggunakan cara konvensional maupun dengancoiled tubing pada pronsipnya adalah sama. Sedikit perbedaandan merupakan keistimewaan dari CT adalah contnue string,sehinga tidak memerlukan round trip (cabut dan pasangpipa ).Suatu hal yang mendorong dilakukanya CTD adalah diametertubing yang memungkinkan memerikan hydraulic horsepower yang cukup . Energi ini diperoleh dari downhole motoruntuk memberikan laju alir cukup bagi pembersihan lubang,sedangkan gaya dorong dari injektor head dan berat rangkaianCT akan memberikan weight on bit (WOB) yang diperlukandalam pelaksanaan pemboran.

Keuntungan Coiled Tubing Driling.

CTD merupakan konsep yang telah lama ada, konsep tersebutbanyak dirasakan menguntungkan setelah beberapa kalidilakukan pekerjaan lapangan, keuntungan tersebutdiantarannya :• Pemboran melalui tubing

Pemboran ini dapat dilakukan tanpa mencabut tubing.Sumur yang ada dapat disidetrack tanpa harus mencabuttubing. Pekerjaan ini cukup dengan cara memasukkancoiled ke dalam tubing.

• Pemboran dilakukan secara underbalance

Aplikasi Pemboran Sidetrack Menggunakan Teknologi Coiled Tubing pada Formasi Shale Andi Eka, Harry Budiharjo

IATMI 2001-01

Pemboran dilakukan dengan cara underbalance sehingadapat meningkatkan laju penetrasi dan mengurangikerusakan formasi.

• Bersifat ringan dan mudah dipindahkan.• Tingkat keamanan tinggi.

CTD dilakukan melalui annular preventer (striper)sehinga Blow Out Preventer (BOP) mudah ditutup selamastripping maupun snubing.

• Mengurangi dampak lingkunganUnitnya berukuran kecil dibanding dengan unit pemborankonvensional, maka tingkat kebisingan lebih rendah sertacutting yang dihasilkan lebih sedikit.

• Lebih ekonomis dalam operasional.Bila diperhitungkan dari segi waktu, biaya kebutuhanfluida pemboran, pengangkutan menara serta operasi yangakan dilaksanakan maka coiled tubing drilling dapatdirasakan lebih murah dan lebih menguntungkan.

Prinsip kerja Coiled Tubing Driling (CTD)

Secara umum prinsip kerja CTD adalah sama denganpemboran konvensional. Perbedaanya adalah pada tubingyang saling menyambung dan seluruh rangkaian tidak dapatberputar. Fungsi kerja alat serta susunanya berbeda sesuaidengan fungsi dan operasi yang dikerjakan. Dalam melakukanoperasi menggunakan CTD perlu diketahui pertimbangan danbatasan pemakainya.

Pertimbangan pemakaian CTD

• Kelurusan LubangKekurangan dari operasi CTD adalah fleksibilitas yangdiberikan pada CT. kelurusan lubang dipengaruhi olehjenis formasi yang ditembus. Hal yang perlu diperhatikandalah pendesainan Bottom Hole Assembly (BHA) yangsesuai sehingga berat pada bit dapat dioptimumkan untukmenghasilkan laju penembusan ( ROP ) yang tinggi.

• Pembersihan LubangPembersihan cutting pada pemboran CTD sering menjadimasalah. Hidrolika lumpur pada CTD sangat rendahdikarenakan diameternya yang sangat kecil. Sehingadiperlukan lumpur jenis visplex untuk mengimbangikesulitan pengangkatan cutting dipermukaan. Lumpurvisplex mempunyai sifat dapat bersifat gel pada saatoperasi behenti dan kembali seperti semula saat pemboranberlangsung lagi.

• TekananTekanan merupakan parameter yang paling penting,sehinga penganalisan dan test tekanan merupakan halyang utama dalam operasi pemboran karena denganmengetahui data-data tekanan dapat diketahuiperformance dari sumur yang kita bor. Kemampuan untukmembor underbalance merupakan keuntungan karenadisamping hanya diperlukan satu orang untuk mengontrollaju penembusan, BOP dan chooke hidraulic dari remoteconsole operator ditambahkan lagi tidak pelu adanyaorang berdiri diatas wellhead.

• BiayaBiaya pemakaian CT pada operasi pemboran relatif lebihtinggi karena menggunakan peralatan yang khusus tetapipenghematan biaya yang potensial tergantung padapembesaran operasi yaitu untuk lokasi yang sulitdijangkau dan beberapa kondisi sumur yang khusus, CTDmerupakan alternatif yang lebih murah.

Batasan – Batasan dan Kekurangan CTD

Batasan dan kerugian CTD dapat di kategorikan menjadibeberapa faktor sebagai berikut :• Faktor Diameter

Pada beberapa aplikasi pemboran dengan slimhole sangatmenguntungkan tetapi kendalanya adalah ketidakmampuan dalam membuat diameer yang lebih besar.

• Faktor RotasiKarena coiled tubing tidak dapat berputar pengaturan arahpada directional drilling harus digunakan downhole tools.

• Fator Kelelahan CTMeskipun kelelahan CT dapat dimonitor tetapi sulit dalammeramalkan ketepatan kelelahan CT yang digunakanselama operasi pemboran.

Peralatan CTD

Peralatan dalam operasi CTD dibagi menjadi dua kategoriperalatan dipermukaan dan dibawah permukaan, untukperalatan dipermukaan akan kami munculkan secara singkatdan lebih ditekankan untuk peralatan bawah permukaansebagai acuan untuk penyelesaian studi kasus yangmenyangkut masalah modifikasi BHA untuk mengantisipasimasalah – masalah pemboran. Peralatan coiled tubing atauyang lebih dikenal sebagai Coiled Tubing Unit (CTU) dapatdilihat di Gambar-1.

Peralatan dipermukaanUntuk peralatan dipermukaan terdiri dari: substructure, CTString, Injector head (Untuk mendorong CT masuk ke sumurdan menahan berat CT ), reel ( sebagai tempat CT ), Peralatanpengontrol sumur, Mud tanks dan peralatan treatment,Peralatan pompa dan peralatan pemisah gas dalam lumpur.

Peralatan dibawah Permukaan

Peralatan dibawah permukaan adalah bit dan downhole motor.• Bit

Jenis bit yang digunakan dalam operasi CTD adalah dragbit. Karena jenis ini mempunyai diameter kurang dari 6”.Ada dua jenis drag bit yaitu Polly Diamond Compact(PDC ) bit dan Thermally Steerable Polyrystalline (TSP) bit. Jenis bit ini laju penetrasinya tinggi dan berat bitrendah jika digunakan downhole motor berkecepatantingi. Laju pemboran sebesar 5 – 60 ft perjam padaformasi sangat keras dan menengah. Jenis bit ini jugamenghasilkan getaran yang sangat kecil sehingamemperpajang umur peralatan downhole. Jenis TSP bitsering digunakan untuk build up section pada pemboranberarah dengan menggunakan CTD. Keistimewaan TSPbit adalah torsi yang rendah, hal ini sangatmenguntungkan karena dapat membantu saat pengarahanlubang (face orientation). Sedangkan PDC bit digunakanuntuk pemboran non build work ada CTD. KelemahanPDC bit jika digunakan pada pemboran non-build work ,kelemahan yang lain jika digunakan pada build upsection adalah torsi yang terlalu tinggi sehinga dapatmengganggu alat pengarah ( orienting tools ) danmengurangi umur CT, selain itu juga menghasilkangetaran yang tingi pada rangkaian.

• Downhole MotorAda tiga jenis Downhole Motor yaitu Turbin, Vane Motordan Positive Displacement Motor (PDM). Jenis motoryang digunakan dalam operasi CTD adalah PDM karena


IATMI 2001-01

sangat efisien dalam operasinya karena dapat mengubahHidraulic Horse Power dari fluida pemboran ( Volumedan tekanan) menjadi mechanic Horse Power (torque andRPM). PDM motor tersedia dalam berbagai ukurankhususnya berdiameter kecil.

2.2. Pemboran Sidetrack

Teknik pemboran sidetrack yang dimaksud adalah prosedurmembelokkan arah dari lubang yang telah dibor semula padakedalaman tertentu ke arah yang berbeda. Pemboran lubangbaru tersebut dapat dilakukan dengan teknik pemboranberarah yang lazim maupun teknik pemboran horizontal.Pemboran sidetrack dapat dilakukan dalam kondisi cased holemaupun open hole, syaratnya diameter lubang mempunyaiukuran yang tepat untuk dapat dilewati peralatan pemboranberarah. Pada pemboran sidetrack biasanya sudah ada lubangyang dibor secara vertikal untuk mencari ketebalan formasiyang produktif kemudian dilakukan sidetrack lalu dilakukanpemboran horisontal.

Perbedaan pemboran sidetrack pada sumur openhole dancased hole adalah pemotongan bagian casing denganmenggiling (milling) lubang melalui sisi casing. Perbedaanlain adalah pada plugging back, prosedur dan beberapaperalatan. Berikut akan dijelaskan mengenai pemboransidetrack pada cased hole sebagai dasar pembahasan studikasus.

Peralatan Pemboran Sidetrack

Dalam pelaksanaanya peralatan pemboran secara garis besardapat dibedakan menjadi : rangkaian Botom Hole Asembly(BHA), peralatan survey dan peralatan pemuatan window.Rangkaian BHA terdiri dari bit, reamer, peralatan survey, drillcolar, down hole motor, bent sub, heavyweight drill pipe.Peralatan survey terdiri dari single shot instrument, magneticmulti shot, dan gyroscop. Sedangkan Peralatan pembuatancasing window didominasi oleh penggunaan whipstock.Sebagai pembuat lubang.

Pemboran Sidetrack Pada Cased Hole

Pada dasarnya pemboran sidetrack pada lubang berselubungterdiri dari tiga metode, yaitu :• Sidetracking melalui bagian casing yang dikikis

( Milled ).• Whipstocking melalui bagian casing yang dikikis

(Milled ).• Whipstocking melalui jendela casing.

Setiap metode mepunyai keuntungan dan kerugian.Pengukuran direkam dengan satu dari tiga sistem pengukuranuntuk orientasi tergantung pada tipe sidetrack. Metode yangpaling banyak digunakan didasarkan atas pertimbangankedalaman ukuran casing dan kondisi lubang. Lubang sumurbercasing disurvey untuk melokalisir posisi titik kick off jikadiperlukan. Operasi pemboran sidetrack pada lubangberselubung (Gambar-2) seringkali menghadapi resiko tinggidibandingkan dengan lubang terbuka (open hole ). Operasipemboran sidetrack akan lebih sulit dalam lubang kecil danmenghabiskan banyak waktu karena menyangkut proseduryang rumit dan kebutuhan untuk membuka bagian casing ataumembuat lubang melaluinya. Rangkaian pipa bor akanbergesekan dengan lubang yang dikikis ( milled ) pada casing

dan kasus yang terburuk yang akan terjadi yaitu rangkaianpipa bor akan terjepit. Peralatan khusus yang seringdigunakan dalam tipe pemboran ini adalah casingcutter/section mill dan whipstock, tapi peralatan whipsockdapat menyebabkan problem selanjutnya dan meningkatkanbiaya operasi.

Terdapat resiko pada pergerakan dan perputaran whipstockselama operasi pemboran sidetrack ataupun dalam pembranberdeviasi setelah sidetrack. Penggunaan whipstock padaoperasi sidetrack umumnya menghabiskan banyak waktu,meliputi beragam tips dan peralatan yang seluruhnyameningkatkan resiko kegagalan. Frekuensi kerumitan masalahketika operasi sidetrack dengan mengunakan whipstockmerupakan pertimbangan untuk melakukan pemboran ulangkecuali pada deviasi yang sederhana. Dalam melakukanoperasi pemboran sidetrack dengan whipstock harus didukungdengan alasan yang kuat dan hal itu merupakan pendekatanyang terbaik., alternatif satu-satunya yaitu alasankeekonomian. Operasi pemboran sidetrack melalui bagiancasing yang dikikis ( miled ) merupakan prosedur operasisidetrack yang paling umum dilakukan dan beresiko rendah.Pada saat ini melakukan pemboran kembali pada sumurvertikal yang produksinya mulai menurun dengan teknikpemboran horisontal sangat sering dilakukan sehingadibutuhkan operasi pemboran sidetrack.

Sebelum melakukan operasi pemboran sidetrack biasanyamembuat plug terlebih dahulu dibagian bawah lubang casingyang akan dikikis ( milled ), tergantung pada kondisi formasidimana daerah casing yang akan ditembus. Semen yangdigunakan sebagai penahan adalah semen yang biasanyadigunakan sebagai plugging.

Umumnya pengikisan casing dimulai pada titik sekitar 20 ftdiatas kedalaman casing yang diproyeksikan akan disidetrack.Sekitar 40 – 60 ft dari casing, dikikis dan dipindahkan. Bagianbawah plug ditempatkan sedikitnya 50 – 100 ft dibawah daribagian casing yang dikikis. Setelah mengeras maka kelebihansemen di bor sehinga bagian atas plug ( titik kick off) beradadisekiar 200 ft dibawah bagian atas dari daerah pengikisancasing.

Sub pengukuran Measured While Driling (MWD)dihubungkan dalam rangkaian motor sidetrack. Langkahselanjutnya adalah mengukur dan merekam koreksi tool face,perbedaan siku antara indikator magnet. Orientasi selesaidengan diputarya rangkaian pipa bor menuju arah toolfacedengan arah yang telah dikoreksi. Kemudian putaran ditahan,swivel dikunci pada travelling block jika kelly tidakdigunakan. Rangkaian pipa bor diturunkan perlahan kemudianpemboran sidetrack segera dimulai.

Pengukuran yang tepat diambil secara periodik untukverifkasi dengan membuat rangkaian pipa bor sampai menjadiberhenti sesaat. Putaran bit dan tenaga putar reaktif dapatdiabaikan, ketika peralatan MWD memerikan arah yang tepatpada tool face. Kemudian pemboran dilanjutkan sampailubang sumur baru hasil sidetrack berada pada arah yang tepatdan mempunyai kurva naik tetap kemudian dilanjutkanpemboran berarah atau horisontal.


IATMI 2001-01

2.3. Shale Problem

Shale merupakan batuan yang terbentuk dari silt dan clayyang diendapkan di lingkungan cekungan dasar laut danmenghasilkan formasi yang berupa struktur berlapis lapis.Pengendapan ini terjadi dalam waktu yang lama dalamberbagai tingkat temperatur, komposisi yang bervariasisebagai fungsi geologi dan lingkungan laut merata saatpengendapan. Clay merupakan bagian terbesar dari shalesehingga kalau membahas masalah shale lebih seringmengunakan istilah clay. Mineral clay memiliki sifat yangsangat berpengaruh terhadap shale problem yaitu hidrasi (penerapan air ), aktivasi (perubahan anion atau kationtertentu), Flokulasi dan dispersi. Mineral penyusun shale terbesar yaitu smectite /monmorinolite (Mg2Al10 Si24)60(OH)13(NaCa)) adalahmerupakan clay yang sensitive terhadap air yang terbentukdari dua silica tetrahedral dan alumina tetrahedral. Sangatpeka terhadap air sehingga dapat menurunkan permeabilitas.Pengembangan clay dalam air akan menyebabkanpenyumbatan pori.

Penyebab Shale Problem

Penyebab shale problem menurut J.L.Lumnus dan J.J. Azar(1986) dapat diklasifisikasikan sbb :1. Hidrasi dan Swelling Clay.

Sifat mineral clay yang menyebabkan terjadinyapengembangan (swelling) adalah kemampuan menyerapanion atau kation tertentu dan merubah ke anion dankatiuon lain dengan pereaksi suatu ion dalam air ( IonicExchange Capacity/IEC). Bila permukaan claybersentuhan dengan air maka plat – plat clay akanterpisah adan kationya akan terlepas. Air yang bersifatpolar ( terdapat kation maupun anion) maka air akandiikat oleh kation –kation maupun plat – plat clayakibatnya volume clay akan mengembang.

2. Dispersi Clay.Terjadinya pemisahan yang cepat pada permukaanshale/clay karena kekuatan dari ikatan partikel pada saatdisentuh air menurun. Pemisahan ini berhubungan denganterjadinya hidrasi clay yang mengakibatkanpengembangan.

3. Tekanan yang tinggi pada shale.Lapisan shale memiliki tekanan yang cukup besarterhadap tekanan fluida pemboran sehingga terjadiperbedaan tekanan yang mengakibatkan shale gugur danjatuh kedalam lubang bor dan terjadi pengendapan ataupengumpulan pada lubang akan menimbulkan jepitanpada rangkaian pipa bor.

4. Terdapatnya selang waktu yang terlewat pada kondisilubang bor terbuka.Sumur yang terbuka dengan selang waktu yang cukuplama akan menimbulkan masalah karena kontaminasiantara shale/clay dengan lumpur akan menjadi lama.

5. Aksi erosif dan mekanik.Adanya kegiatan wash down akan mengakibatkanshale/clay yang sedang ditembus gugur dan jatuhkelubang sumur.

Jenis Shale Problem.

Beberapa jenis shale problem yang sering dijumpaidilapangan selama operasi pemboran, yaitu :

1. Swelling Clay.Terjadinya saat pemboran menembus lapisan shale yangsangat reaktif dengan air dimana shale membentuklempengan terhidrasi ( menghisap air ) menyebabkandiameter menjadi besar. Mekanisme terjadinya didahulidengan hidrasi permukaan dan diakhiri dengan swellingosmotic.

2. Pressure Shale.Pada proses pengendapanya akan terendapkan pula batupasir diantar endapan shale, sehingga terjadi penekananlapisan shale oleh batuan yang terendapkan diatasnya (overburden pressue ). Akibatnya dari lapisan shaletinmbul tekanan yang disebut tekanan potensial untukmengimbangi tekanan lapisan batuan. Pada saat shaleditembus dalam pemboran, dimana lapisan shale yangterdapat disana bertekanan relatif tinggi bahkan dapatmenyamai tekanan overburden akan mengakibatkandinding lubang bor runtuh.

3. Sloughing ShaleBerhubungan dengan sifat fisik atau mekanik dimanashale tidak bersifat reaktif terhadap air tetapi terdapatpada retakan dan mudah runtuh karena tekanan padalapisan shale tinggi sehingga terdapat tekanan hidrostatiklebih besar dari tekanan formasi dari sloughing dapatterjadi.

4. Heaving ShaleAdalah terbongkarnya shale dari formasi. Shale bersifatlunak dan agak keras dengan clay yang kandunganbentonite – ekivalen (MBT) tinggio dapat muncul dariterjadinya sloughing.

5. Tight Hole.Akibat terbentuknya clay colloid pada lapisan shale yangmepunyai kemampuan hidrasi yang relatif besarakanmengakibatkan terjadinya pemuaian pada shale (umumnya shale bentonit) dan akan membuat penyempitanlubang sumur. Juga membuat “gambo” ( serbuk borberupa clay swelling ) pada lubang sumur. Umumnyamemiliki tingkat plastisitas tinggi dengan MBT tinggi.

Shale Problem dan pengaruhnya terhadap operasi pemboranmenggunakan CTD.

Pemboran menggunakan CTD, pada saat sirkulasi Lumpursystem aliran didalam coiled tubing string merupakan aliranturbulen untuk memberikan daya dorong yang besar terhadapmotor dan bit dalam penghancuran batuan yang dibor danberubah menjadi aliran laminar diannulus sehingga tidakmerusak mud cake pada dinding lubang bor. Untukmenentukan system aliran tersebut digunakan ReynoldNumber (Nre), diaman Nre . 300 adalah turbulen danNre,2000 adalah laminar, diantaranya merupakan transisi.

Dalam proses pemboran berlangsung bit yang dipakai selalumenggerus batuan formasi dan menghasilkan cutting, sehingasemakin banyak cutting yang dihasilkan dan menumpuk.Supaya tidak terjadi masalah pipa terjepit maka cutting harusdiangkat dengan baik. Kendala yang timbul dalam systempengangkatan pada pemboran dengan CTD adalah ruang diannulus yang kecil yang disebabkan oleh kecilnya lubang boryang diperoleh dari pemboran CTD, sehingga pengaruhkecepatan kritis dan kecepatan slip sangat besar, apalagi bilapemboran sampai pada kedalaman yang relatif dalam dimanadibutukan kecepatan alir pemompaan oleh pompa dipermukaan lebih besar sehingga pengaruh kecepatan slip dankecepatan kritis juga akan lebih besar lagi. Hal ini


IATMI 2001-01

berpengaruh pada kecepatan cutting untuk dapat bergeraknaik secara alamiah akan dihambat oleh gaya gravitasi danberat cutting tersebut akan turun kembali ( mengendap). Dimana kecepatan kritis dipengaruhi oleh sifat lumpur itusendiri, seperti viskositas lumpur dalam hal ini berpengaruhterhadap besar viskositsa plastiknya, gel strength, yield pointdan densitas lumpur itu sendiri.

Dalam pemilihan desain lumpur atau fluida pemborandidasarkan pada kemampuan fluida tersebut untukmembersihkan lubang bor. Selain itu fluida pemboran harusdapat memperkecil pengaruh kerusakan formasi dan mampumenjaga kestabilan lubang bor.

Dalam operasi pemboran coiled tubing pada formasi shaledigunakan lumpur jenis visplex yang diproduksi oleh PT..Dowel Schlumberger. Lumpur jenis visplex mempunyaikelebihan – kelebihan yaitu transport cutting yang baik danpenimbunan cutting pada pemboran horisontal, lumpur lebihcepat menjadi gel sehingga menurunkan kehilangan tekanan,menurunkan torsi dan drag serta viskositas yang lebih kecilsaat laju penembusan bit besar, tidak menimbulkan kerusakanpada reservoir.

Dilihat dari keterbatasan pemakaian CT terutama padaaplikasinya pada formasi shale yang begitu sensitive, darikeelastisan CT maka akan mempersulit pengontrolan arah danbentuk lubang bor, Penembusan pada formasi shale jugamembutuhkan desain bit yang khusus, misalnya penggunandrag bit untuk jenis PDC atau TSP, harus dipilih mana yanglebih sesuai dengan kondisi masalah yang dihadapi.

3. STUDI KASUS

3.1. Kondisi Sumur “X” dilapangan “Y”

Status sumur ini ditutup sementara dikarenakan adanyakerusakan mekanik pada tubing. Tubing telah dilakukanpenyemenan. Semen retainer diset pada kedalaman 5882 ftsampai top semen 5807 ft. Pada semen ini tidak terdapattubing diatas semen plug. Pemboran sidetrack pada sumur inidilakukan pada kedalaman 5665 ft hingga mencapai targetkedalaman 6535 ft. Pekerjaan yang dilakukan adalahmembuat window terlebih dahulu baru dilakukan pemboranberarah. Bottom Hole Assembly (BHA) yang digunakandibagi dalam dua operasi yaitu pembuatan window danoperasi pemboran berarah.

3.2. Formasi Pada Sumur”X” dilapangan “Y”

Bagian atas formasi pada sumur “X” lapangan “Y”adalah terbentuk dari endapan pantai, sedangkan pada bagianbawah terbentuk dari endapan delta dan lagoon. Batuanformasi diatas terdiri dari shale dan gamping sedang padabagian bawah terdiri dari shale, batubara, pasir non gluconitikserta sisa bahan pembentuk minyak bumi didalam lapisanpasir.

3.3. Pembuatan Window Dengan Menggunakan CoiledTubing Drilling

Untuk membuat window pada casing digunakan rangkaianBHA I sebagai berikut : 4 ¾ “ Mud Motor, Whipstockrunning tool, Starter mill. Rangkaian drillstring dimasukkansampai kedalaman 5671 ft menggunakan CT 2 3/8 “ untuk

menset whipstock. Kemudian mensirkulasikan LumpurVisplex denagn berat jenis 8,6 ppg dan pemboran dimulaiperlahan – lahan dari kedalaman 5645 ft – 5645.8 ft selama4.5 jam.

Pemboran dilanjutkan lagi setelah mengganti ke BHA IIsebagai berikut : 6 1/8” Window Mill, 4 3/4 “ Mud Motor, 5Join 4 3/4” DC, Cross Over, Check Valve, HidraulicDisconnect, dan sirkulai Sub. Dilakukan Pemboran darikedalaman 5646,8 ft sampai kedalaman 5647,2 ft selama 5,5jam. Kemudian pemboran dihentikan karena ada masalahdengan mud motornya. Dicoba untuk memaksimalkan kerjamotordengan mengganti peralatan pemboran tetapi tidakberhasil. Rangkaian drill string diangkat untuk kedalaman5656 ft selama 13 jam. Pemboran dihentikan karena padakedalaman 5656 ft tidak ada kemajuan. Langkah selanjutnyadrillstring diangkat untuk mengganti ke BHA III sebagaiberikut : 6 1/8 “ Window Mill, 6 1/8 Water Mellon Mill, 43/4 “ mud Motor, Joint 4 ¾ “ Drill Collar. Rangkaian BHAditurunkan sampai kedalaman 5651,5 ft dan pemborandimulai sampai kedalaman 5665 ft selama 6 jam yang makinlama WOB bertambah besar. Rangkaian drill string digantidengan rangkaian BHA IV sebagai berikut : 6 1/8” WindowMill, 2 Joint 6 1/8”Water Mellon Mill, 4 ¾” Mud Motor, 5Joint 4 ¾” Drill Collar, Cross Over, Check Valve, CirculatingSub, Hidraulic Disconnect. Rangkaian BHA tersebutdimasukan sampai kedalaman 5652 ft dan Pembuatan windowsudah selesai drill string diangkat untuk selanjutnya pemboranberarah dilaksanakan.

3.4. Pemboran Berarah menggunakan CTD

Pertama kali rangkaian BHA V disusun sebagai berikut : 61/8” Str- 1 Bit, 3 1/2 “ Power Pack Motor dengan sudut 1.5 0,Universal Bottom Hole Orienting Sub, 3 1/16 “ monel DrillCoillar, Orientor, Check Valve, Circulating Sub, HidraulicDisconnect, NRJ Oriented UBHO. Rangkaian disambungdengan CT 2 3/8” dan diturunkan pada kedalaman terakhir5669.5 ft kemudian ditarik kembali sampai kedalaman 5640 ftuntuk mencoba survey dengan MWD, ternyata tidak adasinyal yang keluar. Kemudian dicoba untuk menaik-turunkanrangkaian drill string selama beberapa lama, memompakan airlaut 5 barel dan kemudian diganti dengan lumpur jenisvisplex. Setelah selesai dicoba lagi mengamnbil survey, tetapiMWD tidak juga bekerja. Pemboran dilanjutkan kembali dari5669.6 ft sampai kedalaman 5673 ft dan dilakukanpengambilan survey tetapi MWD tidak bekerja juga. Drillstring diangkat sambil memompakan 1.5 bpm Lumpur untukmemperbaiki MWD. MWD diangkat dan ditemukan kotoranserpih besi yang menyumbat aliran pada pulser MWD.Pemboran dilanjutkan lagi dengan mengganti MWD dan BHAyang diugunakan sama sampai kedalaman 5766 ft dan padakedalamnan 5766 ft dan pada kedalaman tertentu dilakukanwiper trip. Ketika pemboran berlangsung diantara kedalaman5766 ft sampai 5793 ft terjadi pengecilan ROP, diduga bitmengalami bit balling ( bit tertutup sticky formasi sehinggapenembusan tidak effektif). Kemudian dilakukan wiper tripsampai kedalaman 5770 ft dan memompakan air laut 5 barel,kemudian menurunkan sampai kedalaman 5793 ft. Pemborandilanjutkan sampai kedalaman 5804 ft dan diketahui bahwamud motor tidak bekerja.

Setelah dilakukan pengambilan survey, drill string diangkatuntuk mengetahui kerusakan yang ada. Ternyata bit tidakdapat berputar dan perlu diganti dengan bit lain dengna


IATMI 2001-01

ukuran yang sama. Pemboran dilanjutkan kembalimenggunakan BHA VI sebagai berikut : 6 1/8” Str- 3 PDCBit, New 3 1/2 “ power Pack Motor dengan sudut 1.150,Universal Bottom Hole Orienting Sub, 3 1/16” monel DC,New Orientor, Check valve, Circulating Sub, HidraulicDisconnect, NRJ oriented UBHO. Rangkaian drill stringtersebut dimasukkan kedalam lunbang sampai kedalaman5803 ft, pemboran dilanjutkan sampai kedalaman 5818 ft. Pdasat pemboran berlangsung ROP makin menurun, dilakukanwiper trip sampai kedalaman 5660 ft. Kemudian drill stringdicabut dengan annulus diisi dengan Lumpur dengan beratLumpur 8.65 ppg. Kemudian BHA VII diganti dengansusunan BHA VIII sbb : 6 1/8” str-1 Bit, 4 ¾” Motor A-4.75x P denagn sudut 0.78 0, UBHO sub, 3 ¾” MWD Monel,Orientor, 10 Joint 3 ½” DP, Check valve, Circulating Sub,hydraulic disconnect.

Pemboran dilanjutkan dari kedalaman 5809 ft sampai dengankedalaman 5965 ft dengan beberapa dilakukan orienting toolface, wiper trip dan pengambilan survey. Mencoba untukmengarahkan tool face kekiri secara berangsur-angsur menuju-1350, diperkirakan adanya putaran torsi reaksi pada coiledtubing. Menarik kembali drill string pada kedalaman 5900 ftuntuk melepaskan putaran pada CT dilanjutkan denganpengambilan survey dan kemudian masuk kembali sampaimencapai kedalaman 6128.7 ft sambil memompakan 70 bbllumpur visplex dengan 2 % IDLUBE ( lubricant), kemudianmenarik kembali drillstring pada kedalaman 6112 ft untukdilakukan pengambilan survey.

Setelah melakukan wash down dan oriental tool facepemboran dilanjutkan sampai kedalaman 6204.8 feet, saatberlangsungnya pemboran ini ROP makin mengecil,diperkirakan bit tidak bekerja tidak baik. Kemudian menarikkembali rangkaian drill srting sampai kedalaman 6195 feet,memompa 10 bbl caustic soda, air dan dicampur dengan 35bbl Lumpur selama ½ jam pompa dihentikan dan drill stringditarik sampai kedalaman 5961 feet. Dilanjutkan denganmelakukan washing down sampai kedalaman 6204.8 feetkemudian dilanjutkan pemboran sampai kedalaman 6449 feetdiikuti dengan melakukan beberapa kali orienting tool face,pengambilan survey dan sekali reamed down dari kedalaman6412 feet sampai dengan 6436 feet.

Dilihat dari ROP yang mulai mengecil kembali dan untukmengatasinya dilakukakan wiper trip sampai kedalaman 6432feet. Kemudian pemboran dilanjutkan kembali sampaidengan tool depth yaitu true vertical depth 5678 ffet danmeasurement depth 6535 feet, survey dilakukan beberapa saatdan seterusnya dilakukan back reamed ke window padakedalaman 5660 feet dan pompa dimatikan.

4. DISKUSI

Sumur “X” pada lapangan “Y “ merupakan sumur yangditutup sementara karena terjadi kerusakan mekanik padasistem komplesi sehingga diupayakan dibuka kembali denganpemboran sidetrack menggunakan teknologi coiled tubingdrilling. Pada pemboran ini diperlukan suatu lumpur untukmengangkat cutting dengan baik sampai ke permukaan dancepat mengagar dan juga cepat memecah jika diberipenekanan sedikit. Jenis lumpur ini memang diperlukan untukpemboran berarah karena lintasan pemboran pada titik KOPatau sedut dimana dimulainya pembelokan pemboran; tempatdimana cutting akian berkumpul sehingga menjepit rangkaian

pipa bor. Jenis lumpur yang digunanan adalah visplex sepertiyang dijelaskan pada dasar teori. Jenis lumpur visplexdigunakan untuk pemboran berinklinasi tinggi dan untukmembor formasi lemah seperti shale.

Pada Operasi window miling terjadi pergantain BHA karenaalasan tertentu pada intinya adanya BHA untuk mengatasimasalah mud motor. Sedang diskusi kita akan berfokus dioperasi pemboran sidetrack pada formasi shale dan masalahyang dihadapi serta analisanya.

Pada operasi pemboran sidetrack terjadi tiga kali pergantiansusunan BHA, masalah yang timbul disebabkan karenakeadaan formasi yang ditembus berupa shale.Perubahan BHAV ke VI dikarenakan:• MWD tidak dapat bekerja dengan baik karena pulser

MWD tertujtup oleh serpihan metal akibat dari operasipembuatan window, dimana masih terdapat serpihanmetal pada Lumpur bor.

• Terjadinya bit balling dimana bit tertutup oleh stickyformasi yang ditembus sehingga laju penembusanterhambat karene tidak menembus formasi secara effektifpada kedalaman 5766 – 5793 ft.

Penanggulangan untuk permasalahan MWD yang rusakadalah dengan mensirkulasikan Lumpur kembali untukpembersihan lubang bor dari serpihan logam yang tertinggalselama operasi pembuatan milling window, MWD digantidengan MWD yang baru karena kerusakan pada pulser.

Penanggulangan masalah bit balling adalah dengan menggantiTSP dengan jenis PDC. Jenis TSP kurang dapatmembersihkan cutting yang ada di bit pada formasi shalesehingga bit tertutup sticky formasi dan terjadilah bit balling.Penggantian jenis bit PDC dengan TSP diharapkan dapatmenanggulangi masalah tersebut. Jumlah nozzle yang lebihbanyak pada jenis PDC dibanding dengan jenis TSP akandapat membersihkan cutting lebih baik jika menembusformasi shale sehingga dengan jenis jenis Lumpur yang samadiharapkan pengangkatan cutting lebih baik, dan masalah bitballing akan teratasi. Tetapi bit jenis PDC mempunyai lajupenembusan rendah jika menembus formasi lunak dibandingjenis TSP juga jenis PDC ini memberikan torsi yang besarjika digunakan pada build up section.

Pada rangkaian BHA VI terjadi penurunan ROP maka diambillangkah mengambil kembali PDC dengan jenis TSP danmerubah motor dengan ukuran yang lebih besar 4 ¾ “ typeA75 XP, serta menambahkan 10 joint 3 ½” DP @13,30 lb/ft.Perubahan tersebut diharapkan akan membantu weighttransfer ke BHA sehingga laju penembusan akan semakinbaik dan terbukti dengan hasil:• Total ROP BHA V : 11, 6 ft /hr.• Total ROP BHA VI : 3,5 ft/hr.• Total ROP BHA VII : 13 ft/hr.

Formasi shale sangat mepengaruhi terhadap pemboranmenggunakan coiled tubing. Ketika ROP menurun padakedalaman 5982 ft arah tool face berlawanan dengan arahpemboran yang diinginkan, kejadian tersebut dikarenakan CTorienter mengalami reaction torque oleh formasi shale saatdibor. Pada formasi shale ini rangkaian CT 2 3/8” harusmenahan torsi yang besar dan hal tersebut mengakibatkanrangkaian ikut berputar karena besarnya torsi sedangkankarakteristik CT 2 3/8” dan motor 4 ¾” hanya mampu bekerja


IATMI 2001-01

pada batasnya dan tidak mampu menahan torsi yangberlebihan. Tool face mengalami perubahan arah yaituberlawanan arah dengan yang diharapkan. Permasalahan inidiatasi dengan menarik CT kepermukaan sehingga terjaditorque release dan kemudian arah toll face dikoreksi sesuaidengan arah yang diinginkan. Usaha tersebut berhasilsehingga CTD dapat mengebor sampai target 5665 ft TVDatau 6535 ft MD dengan arah azimuth – 2446, 77 N+/S- dan –1771,73 E+/W-., dimana target perencanaan adalahkedalaman 5555,2 s/d 5689,8 ft untuk TVD, 6413,0 s/d6571,8 ft untuk MD. Sedang arah azimuth yang diharapkanadalah –2440,96 s/d 2475,6 N=/S- dan –1758,29 s/d –1833,01 W+/E-.

5. KESIMPULAN

1. Formasi shale adalah formasi yang lunak dan mudahterjadi swelling sehingga jika dilakukan pemboransidetrack menggunakan teknologi CTD akan mempunyaipermasalahan diantaranya :• Kesulitan pengangkatan cutting akibat kecilnya

diameter CT string.• Bit balling, karena pembersihan cutting tidak

seimbang dengan cutting yang dihasilkan olehdominasi shale.

• Kesulitan pengarahan tool face dikarenakan shalemempunyai torque ( torsi ) yang besar.

2. Pemilihan bit jenis TSP dengan pembesaran ukuranmotor dan penambahan DP untuk peningkatan WOBmerupakan alternatif untuk memperbesar lajupenembusan dan perbaikan pengangkatan cutting.

3. Bit balling dapat diatasi dengan optimasi pembersihancutting yang meliputi modifikasi BHA dan lumpurpemboran.

4. Permasalahan perubahan arah tool face yang berlawananini diatasi dengan menarik CT kepermukaan sehinggaterjadi torque release dan kemudian arah tool facedikoreksi sesuai dengan arah yang diinginkan

5. Pemboran menggunakan teknologi coiled tubing,khususnya sidetrack, merupakan teknologi baru dibidangpemboran karena pemboran ini dilakukan pada kondisiunderbalance. Menghemat waktu dan tempat sehinggamerupakan teknologi pemboran alternatif yangmempunyai masa depan yang cerah.

DAFTAR PUSTAKA

1. Adam, R, Bailay. (1990), Field Evaluation OptimizationSidetracking tools methods”, Petroleum EngineerInternational, The Magazine of Drilling and productionTechnology.

2. Alexander Sas Jawarossky. (1991),. Coiled TubingOperations and Service” part 2, Word Oil Magazine,December.

3. Harry. Budiharjo dan Donika Rokhim. (2000), TeknologiCoiled Tubing dan contoh aplikasinya di lapangan, April,.Buletin Teknologi Mineral, FTM, UPN”Veteran”Yogyakarta. hal 52 – 56.

4. Leising. L.J and Newman K.R. (1992). Coiled TubingDrilling” Society of Petroleum Engineers Inc.

5. Leising L.J., Hearn D.D. (1995).Rike E.A., and DoremusD.M., “ Sidetracking Technology for Coiled TubingDrilling”, Society of petroleum Engineers Inc.

6. Nur Suhascaryo dan Victor. (1998 ),. Studi LaboratoriumLumpur pemboran Sistem Visplex Bentonit Indoben,Mei,. Buletin Teknologi Mineral, FTM, UPN”Veteran”Yogyakarta. Hal 16 – 18.

7. Rabia, H. (1985).,Oil Well Drilling Engineering Principleand Practise, University of Newcastle Upon Tyne,Graham and Trotman Inc.

8. William. W. King,.(1994), Proper Bit Selection ImprovesROP in Coiled Tubing Drilling , Oil and Gas Journal,April, 18.

9. ______________,(1996) Coiled Tubing Client SchoolManual, Dowel Schlumberger, Maret- April, Jakarta.

10. Situs terkait : www.icota.com ( International CoiledTubing Association ), www.hub.slb.com ( SchlumbergerPresentation Files ).

KONVERSI SATUAN METRIK KE SI.

lbf x 4.448222 E + 00 = NFt x 2,831685 E-02 = m3In x 2,54* E + 01 = mm

* Faktor Konversi adalah exact.


IATMI 2001-01

Gambar-1Peralatan Coiled Tubing ( Coiled Tubing Unit )

( Alexander Sas jawaworsky, 1991 )

Gambar-2Operasi pemboran sidetrack pada lubang berselubung

(Adam, R., bailay, 1990)

APLIKASI PEMBORAN SIDETRACK MENGGUNAKAN …iatmi.or.id/assets/bulletin/pdf/2001/2001-01.pdf · PDC...

Documents

Transcript of APLIKASI PEMBORAN SIDETRACK MENGGUNAKAN …iatmi.or.id/assets/bulletin/pdf/2001/2001-01.pdf · PDC...