BAB I
-
Upload
rasya-refan -
Category
Documents
-
view
218 -
download
2
description
Transcript of BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
Penyemenan (cementing) adalah suatu kegiatan pengisian sejumlah suspensi
(padatan + fluida cair) semen ke dalam casing, kemudian melalui sela atau gap
pada bagian casing shoe mengalir naik ke annulus antara casing dan dinding
formasi. Casing adalah pipa besi yang dipasang dalam sumur well oil atau gas
pada saat drilling (pemboran). Fungsi casing adalah untuk mencegah terjadinya
kebocoran dan keruntuhan dinding sumur drilling. Pada saat well (sumur) telah
berproduksi, casing dapat juga berfungsi sebagai alat menaikkan (extract) oil atau
gas.
Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas kondisi sumur adalah sejauh
mana kualitas semen yang digunakan. Untuk itulah perlu dilakukan studi
laboratorium untuk mengetahui komposisi dan sifat fisik semen. Diharapkan
dengan kualitas semen yang baik konstruksi sumur dapat dipertahankan lebih dari
20 tahun.
Standar minimum yang harus dimiliki dari perencanaan sifat-sifat semen
didasarkan pada Brookhaven national laboratory dan API Sprc 10” specification
for material and testing for well cementing”.
Secara garis besar percobaan laboratorium analisa semen pemboran dapat
dibagi dalam beberapa kelompok kecil, yaitu :
● Pembuatan suspensi semen dan cetakan sampel
● Uji rheologi suspensi semen
● Uji sifat-sifat suspensi semen
● Uji sifat-sifat fisik batuan
Uji sifat-sifat fisik batuan semen pemboran sedikit berbeda dengan uji yang
lainnya, karena sifat semen yang terjadi merupakan fungsi waktu. Dengan
demikian sifat-sifat tersebut akan berbeda tergantung dari waktu
pengkondisiannya baik terhadap temperatur ataupun waktunya.
1
2
Penyemenan atau cementing adalah suatu proses pendorongan bubur semen
ke dalam lubang sumur melalui casing menuju annulus casing-formasi dan
dibiarkan untuk beberapa saat hingga mengering dan mengeras sehingga dapat
melekatkan casing dengan formasi. Bubur semen yang mengeras akan melindungi
casing dari fluida formasi yang bersifat korosi dan untuk memisahkan zona yang
satu dengan zona yang lain dibelakang casing.
Pada umumnya operasi penyemenan bertujuan untuk :
● Melekatkan casing pada dinding lubang sumur.
● Melindungi casing dari masalah-masalah mekanis sewaktu operasi
pemboran (seperti getaran).
● Melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosi.
● Memisahkan zona yang satu terhadap zona lainnya dibelakang casing.
Menurut alasan dan tujuan melakukan proses penyemenan dapat dibagi
menjadi dua yaitu:
1) Primary cementing (penyemanan utama)
Adalah penyemenan yang pertama kali dilakukan setelah casing
diturunkan kedalam sumur.
2) Secondary atau remedial (penyemenan kedua atau penyemanan
perbaikan)
Penyemenan ulang untuk menyempurnakan primary cementing atau
memperbaiki penyemanan yang rusak.
Fungsi penyemanan ditinjau dari primary cementing dan secondary
cementing antara lain :
1) Fungsi primary cementing adalah sebagai berikut :
● Melekatkan casing dengan formasi.
● Melindungi casing dari korosi.
● Mencegah hubungan formasi–formasi dbelakang casing.
● Melindungi casing dari tekanan formasi.
3
● Menutup zona–zona atau formasi–formasi yang membahayakan
operasi pemboran selanjutnya.
Pada primary cementing, penyemanan casing pada dinding
lubang sumur dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen, yaitu:
● Penyemanan conductor casing bertujuan untuk mencegah
terjadinya kontaminasi fluida pemboran (lumpur pemboran)
dengan formasi.
● Penyemanan 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 dibawahnya dan untuk mencegah aliran fluida
formasi yang akan melalui surface casing.
● Penyemanan intermediate casing bertujuan untuk menutup
tekanan formasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lost
circulation.
● Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah
terjadinya aliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi
yang tidak diinginkan, yang akan memasuk sumur selain itu
juga dapat untuk mengisolasi zona produktif yang akan
diproduksi fluida formasi dan juga dapat mencegah terjadinya
korosi pada casing yang disebabkan material – material
korosif.
2) Fungsi secondary cementing adalah sabagai berikut :
● Memperbaiki primary cementing yang tidak baik atau tidak
sempurna.
● Memperbaiki casing yang bocor.
● Menutup lubang perforasi yang salah.
● Menutup lubang terbuka yang tidak dinginkan.
4
● Sebagai landasan bagi peralatan pembelokan lubang.
Setelah operasi khusus semen dilakukan, seperti cement bond
logging (CBL) dan variable density logging (VDL), kemudian
didapati kurang sempurnanya atau adanya kerusakan pada primary
cementing maka akan dilakukan secondary cementing, hal ini juga
dapat dilakukan bila pengeboran gagal mendapatkan minyak dan
menutup lagi zona produktif yang diperforasi. Secondary cementing
dapat dibagi menjadi tiga bagian antara lain:
a. Squeeze cementing
Squeeze cementing bertujuan :
● Mengurangi water–oil ratio, water–gas ratio, atau gas–oil
ratio.
● Menutup formasi yang sudah tidak lagi produktif.
● Menutup zona lost circulation.
● Memperbaiki kebocoran yang terjadi casing.
● Memperbaiki primary cementing yang kurang
memuaskan.
Operasi squeeze dilakukan selama operasi pemboran
berlangsung, komplesi atau pada saat workover.
b. Re-cementing
Re-cementing dilakukan untuk menyampurkan primary
cementing yang gagal dan untuk memperluas perlindungan
casing di atas top semen.
c. Plug-back cementing
Plug-back cementing dilakukan untuk :
● Menutup atau meninggalkan sumur.
● Melakukan directional drilling sebagai landasan
whipstock, yang dikarkan adanya perbedaan compressive
5
strength antara semen dan formasi maka akan
mengakibatkan bit berubah arahnya.
● Menutup zona air di bawah zona minyak agar water–oil
ratio berkurang pada open hole completion.
Macam- macam teknik penyemenan
1. Perkins System
Perkins system sering juga disebut dengan penyemenan sistem
plug atau penyemenan sistem sumbat, karena di dalam penyemenan
ini menggunakan plug. Terdapat dua plug, yaitu bottom plug dan top
plug. Bottom plug memisahkan lumpur yang ada dalam casing dengan
bubur semen sedangkan top plug memisahkan bubur semen dengan
lumpur pendorong.
Peralatan yang digunakan pada penyemenan system perkins
adalah sebagai berikut:
a. Peralatan yang terletak di bawah permukaan adalah antara lain :
● Casing Shoe
Casing shoe terletak di ujung rangkaian casing. Fungsi dari
casing shoe adalah untuk menuntun casing diwaktu
penurunannya agar tidak tersangkut. Casing shoe yang berfungsi
hanya sebagai penuntun casing diwaktu penurunannya disebut
guide shoe. Casing yang diperlengkapi dengan klap penahan
tekanan balik disebut dengan float shoe.
● Shoe Track
Shoe track adalah satu atau dua batang casing yang ditempatkan
diatas casing shoe. Shoe track berfungsi untuk menampung
bubur semen yang terkontaminasi oleh lumpur pendorong.
Kalau bubur semen yang terkontaminasi oleh lumpur pendorong
masuk ke annulus maka ikatan semen di annulus tidak baik.
● Casing Collar
6
Sabungan pendek yang dipasang diantara shoe track. Alat ini
berfungsi untuk menahan cementing plug setelah cementing.
● Scratcher
Scratcher bertugas untuk mengikis mud cake. Bila mud cake
tidak terkikis maka ikatan semen dengan dinding lubang tidak
baik, ini akan membentuk channeling pada semen. Scratcher
terdiri dari 2 macam, yaitu:
a. Rotating scratcher yang berfungsi untuk mengikis mud cake
dengan jalan memutar casing.
b. Reciprocating scratcher yang berfungsi untuk mengikis mud
cake dengan jalan menaik–turunkan rangkaian casing.
● Centralizer
Centralizer berfungsi membuat casing berada di tengah-tengah
lubang, kalau casing tidak berada ditengah–tengah lubang bor,
maka semen tidak rata tebalnya di sekeliling casing malahan ada
annulus casing yang tidak tersemen, kalau hal ini terjadi maka
casing tidak akan ada yang menahan dari serangan cairan
korosif. Sehingga casing akan cepat bocor atau terbentuk
channeling dalam semen.
b. Peralatan yang terletak di atas permukaan adalah antara lain :
● Cementing head
Cementing head adalah peralatan penyemenan yang dipasang
diujung casing teratas. Cementing head yang modern sekarang
adalah plug container dimana didalam plug container bisa
dipasang langsung bottom plug dan top plug, masing – masing
plug akan ditahan oleh pin penahan. Selain dari itu cementing
head jenis dilengkapi dengan 3 buah saluran yaitu :
1. Saluran Lumpur, saluran ini untuk sirkulasi lumpur untuk
membersikkan lubang bor
7
2. Saluran bubur semen, saluran ini dipakai diwaktu
memompakan bubur semen kedalam casing.
3. Saluran lumpur pendorong, saluran ini digunakan mendorong
sampai top plug berimpit dengan bottom plug di casing
collar.
● Cementing line
● Cementing pump
Pompa semen bertugas mengisap bubur semen yang telah dibuat
dan memompakan bubur semen ke cementing head melalui
cementing line.
● Slurry pan
● Hopper dan mixer
Hopper adalah corong untuk memasukan bubuk semen dan
additif, air disalurankan dengan tekanan tiinggi dari bagian
belakang mixer. Air dengan bubuk semen dan additif diaduk
hingga rata oleh mixer.
● Tangki air
Proses pembuatan bubur semen dan memompakannya ke bawah
permukaan adalah seperti berikut. Bubuk semen dimasukan kedalam
hopper, air dialirkan dengan tekanan tinggi ke mixer. Mixer akan
mencampur bubuk semen dengan air atau additif membentuk bubur
semen (slurry), slurry terdorong ke slurry pan. Pompa semen akan
mengisap bubur semen dan memompakannya ke cementing head
melalui cementing line,.
Plug yang terdapat pada plug container mempunyai 3 saluran
yaitu:
1. saluran untuk sirkulasi Lumpur.
2. saluran bubur semen.
3. saluran lumpur pendorong.
8
2. Poorboys System
Metode poorboys system ini disebut juga dengan penyemenan
sistem tubing atau tubing system. Dikatakan tubing system sering
digunakan untuk penyemenan casing berukuran 16 inci ke atas.
Alasan dari penggunaan sistem poorboys adalah:
a. Waktu
Waktu yang diperlukan untuk melakukan penyemenan dengan
system poorboys lebih singkat dibanding bila menyemen dengan
sistem perkins. Hubungan diameter casing besar waktu untuk
pendorongan akan lebih panjang.
b. Peralatan yang tersedia.
Bila casing besar, top plug yang mempunyai ukuran yang besar
tidak ada dipasaran. Kalau di pesan pada pabrik tentu harus segera
khusus, sehingga harganya mahal, dan bila ditinjau dari segi biaya
tidak ekonomis.
c. Bubur semen
Bila menggunakan system perkins, tentu untuk casing yang besar
akan mempunyai shoetrack yang mempunyai volume yang besar
pula. Di dalam shoetrack nantinya setelah selesai penyemenan teris
oleh semen, yang banyak sekali, dan semen yang tertinggal di
dalam shoetrack akan terbuang saja. Tentu ini merupakan kerugian
dari bubuk semen, sehingga sistem perkins juga tidak ekonomis
untuk menyemen casing yang berdiameter besar.
d. Lumpur pendorong
Lumpur pendorong yang digunakan tentu akan banyak sekali bla
menggunakan penyemenan dengan system sumbat, volume
Lumpur pendorong mulai dari permukaan sampai ke casing collar
adalah sangat besar volumenya untuk casing yang besar
diameternya.
e. Pompa Lumpur pendorong.
9
Pompa Lumpur pendorong mungkin takkan sanggup mendorong
Lumpur pemboran yang besar volumenya.
Proses kerjanya adalah sebagai berikut. Casing yang akan
disemen disambung ujungnya dengan duplex float shoe. Shoe ini
berfungsi menuntun casing agar tidak tersangkutdalam penurunannya.
Karna mempunyai float system, shoe dapat menahan tekanan balik
bubur semen dari annulus. Selain itu duplex float shoe dilengkapi juga
stinger socket. Pada bagian luar casing dilengkapi dengan centralizer
dan scratcher, yang bertugas agar casing tetap berada ditengah lubang
dan membersikan mud cake. di annulus drill pipe dengan casing juga
dipasang sebuah centralizer agar pemasangan stinger dengan stinger
socket bisa tepat, tubing dan drill pipe digunakan sebagai saluran
bubur semen dan lumpur pendorong.
3. Penyemenan Bertingkat
Penyemenan bertingkat lebih populer disebut dengan stage
cementing, penyemenan ini dilakukan secara bertingkat atau secara
bertahap. Tingkat pertama dilakukan untuk menyemen casing bagian
bawah sepanjang kolam semen tertentu, kemudian dilanjutkan lagi
untuk menyemen lagi casing yang lebih atas. Penyemenan dengan
cara ini bisa dlakukan untuk menyemen seluruh annulus casing dari
dari dasar lubang atau tidak seluruhnya. Mungkin beberapa ribu feet
dari dasar lubang. dan ada beberapa ribu atau ratus featpula dari
permukaan, hal ini tergantung kepada tujuan penyemenan itu dan
kondisi dari formasi yang akan disemen. Alasan – alasan
dilakukannya penyemenan bertingkat sebagai berikut :
a. Tekanan rekah formasi
Bila formasi didasar lubang mempunyai tekanan rekahan yang
kecil tinggi kolam semen tidak dapat terlalu besar, sebab dasar
lubang tidak sanggup menahan tekanan yang besar kita tahu bahwa
10
berat jenis bubur semen adalah cukup besar dan akan menyebabkan
tekanan yang lebih besar, yang akan menghancurkan formasi dari
tekanan tersebut. Hal ini berlaku pula pada sumur dalam.
b. Menghemat pemakaian semen.
Bagian dari lubang bar tidak perlu seluruhnya disemen, bila
formasi lubang cukup keras dan kompak, tidak perlu disemen. Jadi
dengan tidak seluruhnya disemen maka akan menghemat semen.
c. Formasi lost
Formasi yang sangat lemah yang mana merupakan yaqng tidak
tahan terhadap tekanan, tidak perlu disemen bila formasi tersebut
tidak menibulkan bahaya yang lain cukup disemen bagian atas dan
bawahnya saja.
Teknik penyemenan bertingkat ada beberapa cara, yaitu:
● Regular two stage cementing.
● Continuous tripping two stage cementing.
● Continuous two stage cementing.
Tidak terdapat banyak perbedaan antara ketiga cara diatas,
karena secara teknis proses kerja dari ketiga cara diatas pada dasarnya
sama. Berikut dibawah ini gambar 1.1 proses penyemenan
(cementing).
11
Gambar 1.1. Cementing