CEMENTING

Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran (mixing) dan

pendesakan (displacement) bubur semen (slurry) melalui casing sehingga mengalir ke atas

melewati annulus di belakang casing sehingga casing terikat ke formasi . Pada umumnya

penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang bor, melindungi casing

dari masalah-masalah mekanis sewaktu pemboran berlangsung (seperti torsi yang tinggi dan

lain-lain), melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosif dan untuk memisahkan

zona yang lain di belakang casing. Penyemenan merupakan faktor yang paling penting dalam

operasi pemboran sehingga dapat mereduksi kemungkinan-kemungkinan permasalahan secara

mekanis sewaktu melakukan pemboran pada trayek selanjutnya.

Menurut alasan dan tujuannya,penyemenan dapat dibagi menjadi dua yaitu: Primary

cementing (penyemenan utama) dan secondary cementing (penyemenan yang kedua atau

perbaikan). Primary cementing adalah adalah proses penyemanan yang dilakukan pertama kali

setelah casing di turunkan ke dalam lubang bor. Sedangkan secondary cementing adalah

penyemenan yang dilakukan dikarenakan tidak sempurnanya penyemenan pertama (gagal).

Macam-Macam Sistem Primary Cementing

            Terdapat beberapa sistem dalam penyemenan utama, dan itu semua tegantung dari

kondisi dan jenis casing yang akan disemen.

3.2.1    Penyemenan Poor Boy

          Yaitu penyemenan dengan menggunakan Tubing sebagai

pengantar Cement Slurrykedalam lubang sumur, biasanya dipakai untuk penyemenan Stove

Pipe dan Conductor Casing .Pada Stove Pipe dengan memasang Pipa Tubing pada annulus

lubang yang pertama dibor dengan Stove Pipe, sedangkan untuk Conductor Casing dengan

memasukkan Pipa Tubing kedalam Casing dan digantung dengan Cementing Head.

3.2.2. Penyemenan Dengan Stinger

                       Yaitu penyemenan dengan menggunakan Stinger dan Drill Pipe (DP),

sedangkan Shoe yang dipakai adalah Duplex Shoe. Biasanya dipakai untuk

penyemananConductor Casing karena Casing ini memiliki ukuran diameter besar sehingga

dengan systemini diperlukan volume displace sedikit ( sepanjang DP) dan waktunya lebih cepat

3.2.3    Penyemenan Perkins

Yaitu penyemenan dengan menggunakan Bottom dan Top Plug,pada ujung Casing

dipasangFloat Shoe dan Float Collar, sedangkan pada puncak Casing dipasang Plug

Container/Cementing Head. Biasanya untuk penyemanan Surface,Intermediate danProduction

Casing.

3.2.4      Penyemenan Multi Stage

            Yaitu penyemenan Casing dalam satu trayek dilakukan  lebih dari satu kali  dengan cara

bertahap/bertingkat, menggunakan peralatan khusus yaitu DSCC, Plugs khusus, danFloat

Collar khusus. Pertimbangan dilakukan penyemenan Multi Stage adalah Casing yang disemen

panjang dan atau adanya zona loss pada lubang sumur tersebut. Biasanya untuk

penyemenan  Intermediate dan Production Casing.

3.3       Fungsi Semen

            Penyemenan adalah proses pendorongan bubur semen ke dalam casing dan naik ke

annulus yang kemudian didiamkan sampai semen tersebut mengeras hingga mempunyai sifat

melekat baik terhadap casing maupiun formasi.

            Secara lebih spesifik, fungsi penyemenan dalam suatu pemboran adalah :

  Melindungi casing / liner dari tekanan yang dating dari bagian luar casing yang dapat

menimbulkan collapse (mengkerut)

  Mencegah adanya migrasi fluida yang tidak diinginkan dari satu formasi ke formasi yang lain.

  Melindungi casing dari fluida yang bersifat korosif

Untuk memenuhi Fungsi-fungsi tersebut di atas, maka semen pemboran harus memenuhi

beberapa syarat :

  Semen setelah ditempatkan harus mempunyai kekuatan atau strength yang cukup besar dalam

waktu tertentu

  Semen harus memberikan daya ikat casing dengan formasi yang cukup baik.

  Semen tidak boleh terkontaminasi dengan fluida formasi ataupun dengan fluida pendorong

  Semen harus impermeable (permeabilitas harus nol)

3.4      Komposisi Kimia Pembuatan Semen

           Semen yang digunakan dalam industry perminyakan adalah semen Portland, kemudian

dikembangkan oleh joseph aspdin tahun 1824. Disebut Portland karena asal mula bahannya

berasal dari pulau Portland Inggris. Semen ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan

mengeras apabila bertemu atau bercampur dengan air. Semen Portland mempunyai 4

komponen mineral utama, yaitu :

  Tricalcium silicate (3CaO SiO2 )

Dinotasikan sebagai C3S yang dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2 da merupakan

komponen terbanyak dalam Portland semen, sekitar 40-45% untuk semen yang lambat proses

pengerasannya, dan 60-65% untuk semen yang cepat proses pengerasannya. Komposisi ini

memberikan strength yang terbesar pada awal pengerasan.

  Dicalcium Silicate (2CaO SiO2)

Dinotasikan sebagai C2S yang juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2, memberi

pengaruh terhadap strength semen akhir. C2S menghidrasi sangat lambat sehingga tidak

berpengaruh dengan setting time semen, tetapi sangat berpengaruh dalam kekuatan semen

lanjut dan kadarnya tidak lebih dari 20%.

  Tricalcium Aluminate (3CaO Al2 O3 )

Dinotasikan sebagai C3A yang terbentuk dari reaksi CaO dan AL2O3 kadarnya 15% untuk high

early Strength dan 3% untuk terhadap kandungan sulfate, namun berpengaruh

terhadaprheologi suspense dan membantu proses pengerasan awal semen.

  Tetracalcium Aluminoferrite (4CaO AL2O3 Fe2o3)

Dinotasikan sebagai C3AF yang terbentuk dari reaksi CaO2Al2O3 dan Fe2O3. Kadarnya tidak

boleh lebih dari 24% untuk semen yang tahan terhadap kandungan sulfate tinggi. Penambahan

oksida besi yang berlebihan akan menaikan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A dan

menurunkan panas hasil reaksi /hidrasi C2S dan C3S.

3.5       Klasifikasi Semen

            API telah melakukan pengklasifikasian semen kedalam beberapa kelas guna

mempermudah pemilihan dan penggolongan semen yang akan digunakan, pengklasifikasian ini

berdasarkan pada kondisi sumur, temperature, tekanan dan kandungan yang terdapat pada

fluida formasi.

            Klasifikasi semen yang dilakukan API terdiri dari:

  Kelas A

Semen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (permukaan) sampai 6.000 ft. semen ini

terdapat dalam tipe biasa (ordinary type) saja, dan mirip dengan semen ASTM C-150 tipe I.

  Kelas B

Semen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6.000 ft, dan tersedia dalam jenis yang

tahan terhadap kandungan sulfat menengah dan tinggi (moderate dan high sulfate resistant)

  Kelas C

Semen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6.000 ft, dan mempunyai sifat high-early

strength (proses pengerasannya cepat) semen ini tersedia dalam jenis moderatedan

high sulfate resistant.

  Kelas D

Semen kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft sampai 12.000 ft, dan untuk kondisi

sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia juga dalam

jenis moderate dan high sulfate resistant

  Kelas E

Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft sampai 14.000 ft, dan untuk kondisi

sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia juga dalam

jenis moderate dan high sulfate resistant

  Kelas F

Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 10.000 ft sampai 16.000 ft, dan untuk kondisi

sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia dalam jenis

highsulfate resistant.

  Kelas G

Semen kelas G digunakan dari kedalaman 0 sampai 8.000 ft, dan merupakan semen dasar.

Bila ditambahkan retarder semen ini dapat dipakai untuk sumur

4.2. Poorboys System

Metode poorboys system ini disebut juga dengan penyemenan sistem tubing atau tubing system.

Dikatakan tubing system sering digunakan untuk menyemen casing berukuran 16 inch ke atas.

Alasan pemakaian sistem ini adalah sebagai berikut :

a. WaktuWaktu yang diperlukan untuk melakukan penyemenan dengan sistem poorboys lebih pendek dibandingkan bila menyemen dengan sistem Perkins. Berhubung diameter casing besar waktu untuk mendorong akan lebih panjang.

b. Peralatan yang tersediaBila casing besar, top plug dan bottom plug yang mempunyai ukuran yang besar tidak ada dipasaran. Kalau dipesan kepada pabrik tentu harus secara khusus, sehingga harganya mahal. Sehingga ditinjau dari segi biaya, menjadi tidak ekonomis.

c. Bubuk SemenKalau menggunakan sistem Perkins, tentu untuk casing yang besar akan mempunyai shoetrack yang mempunyai volume yang besar pula. Di dalam shoetrack nantinya setelah selesai penyemenan terisi oleh semen, yang banyak sekali. Dan semen yang tertinggal di dalam shoetrack ini akan terbuang saja. Tentu ini merupakan kerugian dari bubuk semen. Sehingga sistem Perkins juga tidak ekonomis untuk menyemen casing yang berdiameter besar.

d. Lumpur PendorongLumpur pendorong yang digunakan tentu akan banyak sekali kalau menggunakan penyemenan dengan sistem sumbat. Volume lumpur pendorong mulai dari permukaan sampai ke casing collar adalah sangat besar volumenya untuk casing yang besar diameternya .

e. Pompa Lumpur PendorongPompa lumpur pendorong mungkin tidak sanggup mendorong lumpur pendorong yang besar volumenya.

Berdasarkan alasan-alasan di atas maka casing berdiameter besar tidak di gunakan sistem Perkins dalam penyemenan .

4.2.1. Susunan Peralatan Penyemenan Poorboys.

Susunan peralatan pada penyemenan dengan sistem Poorboys adalah seperti pada gambar-13

Casing yang akan disemen disambung ujungnya dengan Duplex Float Shoe. Shoe ini berfungsi menuntun casing agar tidak tersangkut dalam penurunannya. Karena mempunyai float sistem, shoe ini dapat menahan tekanan balik bubur semen dari annulus.

Selain dari itu Duplex Shoe dilengkapi juga dengan stinger socket.

Pada bagian luar casing dilengkapi dengan Centralizer dan Scratcher. Yang bertugas membuat casing supaya berada di tengah-tengah lubang, dan membersihkan mud cake.

Di annulus DP dengan casing (di dalam casing) juga dipasang sebuah Centralizer, agar pemasangan stinger dengan stinger socket bisa tepat. Stinger dipasang di ujung DP atau di ujung tubing. Tubing atau DP dipakai sebagai saluran bubur semen dan lumpur pendorong.

4.2.2. Langkah-langkah Pelaksanaan Penyemenan

Setelah peralatan yang diturunkan bersama casing dan yang melekat pada casing, diturunkan ke dalam lubang sumur, peralatan saluran bubur semen (DP) dipasang pada stinger socket, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Lakukan sirkulasi lumpur untuk membersihkan lubang 2. Pompakan bubur semen sejumlah volume yang diinginkan.3. Pompakan lumpur pendorong. Volume lumpur pendorong harus

diperhitungkan jangan sampai lumpur pendorong masuk ke annulus casing dengan dinding lubang. Volume lumpur pendorong dihitung dari volume surface line ditambah dengan volume DP atau Tubing. Dan diatur sedemikian rupa agar bubur semen masih tersisa dalam DP atau Tubing.

Untuk mendetail tentang peralatan-peralatan penyemenan dengan sistem tubing ini dibahas secara khusus di halaman belakang.