Special Topics in DrillingIntroduction to Directional Drilling

Directional DrillingReasons for directional wellsPlanning TrajectoryKickoff MethodsSurvey MethodsSurvey CalculationsBottom Hole Assemblies

Reasons for Directional WellsPemboran berarah adalah suatu seni membelokan lubang sumur untuk kemudian diarahkan ke sasaran tertentu di dalam formasi yang tidak terletak vertikal di bawah mulut sumur.Pemboran berarah dilakukan pada saat pemboran vertikal tidak dapat dilakukan. Alasan tidak dapat dilakukannya pemboran vertikal antara lain:

1. Alasan TopografisPemboran berarah disini dilakukan apabila keadaan di permukaan tidak memungkinkan untuk mendirikan lokasi pemboran. Hal ini terjadi :Lokasi produktif terletak di bawah paya-paya, sungai, gunung dan lain-lainFormasi produktif terletak di daerah perkotaanKondisi Geologi Lapangan

Pemboran Berarah Dilakukan karena Lokasi Vertikal Terbentur Gunung

Pemboran Berarah Dilakukan karena Lokasi Vertikal Terbentur Daerah Perkotaan

Pemboran Berarah Dilakukan karena Kondisi Geologi Lapangan

Pemboran Berarah Dilakukan karena Formasi Batuan Tidak Dapat Ditembus

Tipe-tipe Pemboran Berarah

Pemboran Berarah yang Dilakukan Pada Lokasi Lepas PantaiUntuk Menghemat Biaya Pemboran

Pemboran Berarah yang Dilakukan Untuk Mematikan Sembur Liar dari Lokasi Sumur LainGas

Terminologi Pemboran Miring

Pada dasarnya dikenal 3 macam pemboran berarah :Tipe belok di tempat pangkalTipe Belok dan kembali vertikalTipe Belok di tempat dalam

Types of directional wells

Dalam pemboran berarah, pada kedalaman titik belok tertentu, lubang bor diarahkan ke suatu sasaran yang dikehendaki dengan sudut kemiringan tertentu. Miringnya lubang bor banyak mendatangkan kesulitan, diantaranya :Kerusakan pada Drill PipeKey seating atau terjepitnya sebagian drillstring karena goresan antara drillstring dengan dinding lubang borBerkurangnya umur drill pipe karena tension terutama yang terjadi pada tool joint

Key Seating

Alat-alat Pembuat SudutSetelah kedalaman titik belok ditentukan, maka mulai dari tirik tersebut kita mengarahkan lubang bor ke sasaran tertentu dengan membelokan lubang bor dengan sudut kemiringan yang diinginkan. Alat-alat pembelok tersebut, antara lain : Budger Bit Spud Bit Knuckle joint Whipstok Turbo drill Dyna drill

Badger bit dan operasi alatnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Prinsip kerja dari alat ini adalah adanya salah satu nozzle pada bit yang ukurannya lebih besar dari yang lainnya. Hal ini akan mengakibatkan semburan lumpur yang lebih besar sehingga lubang akan membelok ke arah dimana ukuran nozzle lebih besar.BUDGER BIT

Jenis alat ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Alat ini merupakan bit tanpa roller, bentuknya seperti baji dan mempunyai nozzle. Cara kerjanya sama dengan badger bit hanya disini ditambah dengan tumbukan.SPUD BIT

Knuckle joint adalah suatu drill string yang diperpanjang dengan sendi peluru, sehingga memungkinkan putaran bersudut antara drill string dan bitnya. Gambar di bawah menunjukkan operasi suatu knuckle joint, dimana sebelumnya dibuat terlebih dahulu pilot hole yang kemudian dibor kembali dengan bit yang dirangkaikan dengan reamer.Knuckle joint

Adalah suatu alat yang terbuat dari besi tuang yang berbentuk baji dengan saluran yang melengkung tempat bergeraknya bit. Operasi dari whipstock dapat dilihat dari gambar di bawah. Dengan alat ini akan diperoleh lengkungan sebesar 1 sampai 7 derajat.WHIPSTOCK

Turbodrill adalah down hole mud turbin yang dapat memutar bit tanpa harus-memutar rangkaian bor (drill string). Kecepatan putaran sangat tergantung kepada volume lumpur dan tekanan sirkulasi di permukaan. Adanya bent sub pada turbodrill (lihat gambar) menyebabkan dapat membeloknya lubang sumur.Turbodrill

Dyna Drill adalah down hole mud motor. Alat ini dibuat oleh Dyna Drill Coy. Seperti juga Turbodrill, Dyna Drill akan memutar bit tanpa harus memutar drill string. Adanya bent sub pada Dyna Drill menghasilkan lengkungan yang halus (smooth). Alat ini dapat dilihat pada gambar di bawah.

Di dalam pemakaiannya, Dyna Drill tergantung kepada kecepatan sirkulasi lumpur dan beda tekanan pompa seperti terlihat pada Tabel 1.

Dyna Drill Coy juga telah membuat Tabel 2, untuk memilihkelengkungan lubang boryang sesuai dengan ukuran lubang bor dan perubahan sudut yang diharapkan.Dyna Drill

Bent Sub pada Dyna Drill

ALAT-ALAT SURVEYSelama operasi pemboran berarah, setiap telah dicapai titik-titik di kedala-man tertentu kita mengukur sudut kemiringan dan sudut arah lubang bor (melakukan survey).

Dari pengukuran ini dapat diketahui penyimpangan sudut dari sasaran yang direncanakan sehingga dari setiap titik pengukuran ini kita dapat mengoreksi penyimpangan bila arah dan kemiringan telah menyimpang dan mengarahkan kembali kesasaran semula.

Tujuan dilakukan survey pada directional drilling adalah :Untuk memonitor lintasan sumur sehingga dapat dibandingkan dengan lintasan yang direncanakan.

b. Untuk mencegah "collision" dengan "existing well" di sekitarnya.

c. Untuk menentukan orientasi yang diperlukan untuk menempatkan alat pembelok (deflection tool) pada arah yang tepat.

d. Untuk menentukan lokasi yang tepat dari dasar sumur (koordinat dasar sumur).

e. Untuk menghitung dog-leg severity.

Peralatan yang digunakan terbagi atas dua macam yaitu Single Shot dan Multi Shot, dimana Single Shot hanya dapat mencatat pengukuran sekali sedangkan Multi Shot dapat berkali- kali. Prinsip kerja alat ini adalah sebagai berikut (gambar 20). Sebuah kompas dan unit pencatat sudut yang berben-tuk cakram dipotret bersama- sama oleh sebuah kamera.

Hasil pemotretan yang bebas bergerak, sedang arah dicatat pada unit pencatat (unit ini terdiri dari 3 macam : 0-12, 0-20 dan 15-90). Sudut kemiringan lubang bor = 5 1/2 Sudut arah lubang bor = N 42E. Efek Kemagnetan Bumi Terhadap Pengukuran Dengan Alat-Alat Survey.

Single-Shot

Multishot

Steering Tools

MWD

METODE ANALISIS PEMBORAN BERARAHAda beberapa macam metode perhitungan pemboran berarah, dalam kursus kali ini akan diberikan salah satu contoh perhitungan pemboran berarah, yaitu : BUILD-and-Hold Trajectory

D1 : TVD kick of point, feetD2 : TVD buildup section, feetD3: TVD dasar sumur, feetX3: Horizontal departure, feetq: Rate of inclination angle buildup, /panjang

Diinginkan membor suatu sumur di bawah danau dengan menggunakan directional drilling. Lintasan (trajectory) yang a/can digunakan adalah build-and-hold trajectory. Horizontal departure antara target dengan titik bor adalah 2655 ft dan TVD 9650 ft. Rate of build up adalah 2.0/100 ft. Kedalaman kick offadalah 1600

Tentukan :1. Radius of curvature2. Sudut inklinasi maximum3. Measured depth dari build up section4. Total measured depth5. Horizontal departure dari buildup section6. Measured depth pada TVD 1915ft7. Horizontal displacement pada TVD 1915ft8. Measured depth pada TVD 7614ft9. Departure pada TVD 7614ft

Building Hole Angle

Holding Hole Angle

Pendulum Effect

THE END