PowerPoint Presentation

Beda nya Diameter lebih besarLebih dalam Bertuuan utk wktu lbh lamaYg di bor batuan beku & metamorfGradiet temp myk/ gas =5 F/ 100 ftGradiet temp geotherm =12-13 F/ 100 ft

Pertukaran pnas yg trjdiKonduksi : melalui batuanKnveksi : kontak air n smber pns

Bor timeByk frac = banyak lossBatuan beku lebih keras =bit aus, setting ROP

Drill fluidBiasanya : air, polimer, watter base bentonite mud, aerated water, stiff foamBatuannya : beku, granit n sedimenBanyak frac = frac lokal/ refionalByk loss

Fluida kunci drill geoth (Sukuma n uchida, 1997)Fulid mustAngkt cuttingKontrol pressure formasiWell bore stabBit CoolingMngurangi korosiMngatasi lossSwelling stopCause : more temp mngurangi viscos mud

Additive mud requireSwelling control : yg mngandung ClLCM : friber, flake, chemical aget : cellulose fiber, mika flakeCorrosi reducer : produk yg mengandung amine / phospateTemp stability : acril yc polymer, sulfonated polumer, & copolymer. Contoh : lignite, lignosulfunate, & tannin based additiveMmpertahankan viscos : CMC LV, Polypus, Chemtroll X Utk tau temp formasiHitung tetmp mud in temp mud outTermometer survey dipasang pd BHAMWD temp survey

Pendingin mud outPanas pindah dari formasi ke mud, shg mud smp ke surface temp lbh tinggi

Maka fluida di surface perlu didinginkan pake conventional mod coller

Skema sistem pendingin drill mud

Teoterm well kebykan sumur yg pressure turunDimana srg tjd loss saat drilling & semenan

Rentang densitas tiapjenis drill mudunderbalanceUtk geoterm drill pake underbalanceTeknik underbalance = Ph drill fluid > Pf

Keuntungan underbalanceMmpercepat ROPDiterapkan pada formasi keras : batuan granit & res pns bumiMeningkatkan ROP smp 10X drill conventionalGa ada fluida yg mmengintrusi formasi = shg mnghilangkan skin damage Mngurangi defferentialpipe stuckMngkatkan umur bitReal time evaluasi formasi = krn fluida formasi & fuida pmboran naik ke surface = Dpt dideteksi zona interest yg berpotensi mngalirkan fuida panas bumiSEMENMasalah cz byk loss waktu nyemenJarang disemen kalau bukan total lost

metode inner-string cementing method Penyemenan yg baik = metode inner-string cementing method Air dipompakan dr surface ke zona loss agar tetap terbuka smp dilakukan squizee sementing, dgn mmompakan slury mlalui anulus smp zona loss

Reverse cementingSemuasemen dipompakan mlalui anulus (bukan dari drill sring) Foam cementDi beberapa negara foam cement digunakan utk mengurangi densitas semenMengurangi loss saat cement dan juga ditambah mika untuk loss

Menyemenan casig string sangat panjang dilakukan secara bertahap

Biasanya 2 tahap, tergantung pjg casing

dengan peralatan yang dapat membuka port ke annulus untuk proses penyemenan tahap kedua setelah dilakukannya tahap penyemenan pertama. Packer yang dapat dikembangkan ditempatkan dibawah peralatan, dan sering digunakan pada sumur yang memiliki zona loss tinggi

liner yang digantung di sumur, disemen, dan dipakai sebagai pump chamber, atau sebagai second section dari casing yang digantungkan sampai ke permukaan yang biasa disebut tie-back casing string. Semen Semen must tahan high temp Biasa dipakai =semen API kelas G + 40% silica floursilica flour : utk tahan high temp

Additive yg sering dipakaiRetarderFluid lossFriction reducerAntifoam

Expended perlite (bahan vulcanic yang mengembang bila dipanaskan dengan cepat) = utk mengurangi densitas semen

glass "microspheres" atau "foaming" slurry dengan injeksi gas atau udara juga sering digunakan. Hal ini dilakukan untuk mengurangi tekanan collapse yang diberikan pada casing dari kolom semen dan untuk mengurangi kemungkinan fluida formasi masuk ke formasi dan terjadinya loss circulation. National Bureau of Standards (NBS) Semen pada sistem geothermal yang sering digunakan telah diajukan kepada National Bureau of Standards (NBS) untuk diuji dan diverifikasi23 National Bureau of Standards (NBS) Jenis semen tersebut tertera di bawah ini:

Kelas G + 35% silika flour + 54% H2O Kelas B + 35% silika flour + 54% H2O Kelas J + 44% H2O Kelas G + 35% silica flour + 2% bentonite + 8,5% perlite + 116% H2O Kelas G + 35% silica flour + 15% diatomaceous earth+ 91% H2O Kelas G + 100% silika flour + 2% sodium silikat extender + 136% H2O

Penambahan Lignosulfonate sebanyak 0.2% berat semen pada setiap suhuCompressive strength cement naik seiring temperatur naik, dan bila temperatur konstan, compressive strength semen pun cenderung untuk naik

Semen foamedsemen yang terbuat dari bubur semen (cement slurry) konvensional API kelas G, foaming agents dan gas (biasanya nitrogen) Semen foamedTerdapat gelembung-gelembung kecil (seringkali berukuran mikroskopik) dalam semen foamed, namun tidak saling terhubung (interconnected). Karena itu, semen foamed memiliki berat lebih ringan dibandingkan semen konvensional sehingga dapat mengurangi permasalahan kehilangan sirkulasi (lost circulation) selama proses penyemenan tahap pertama/primer (primary cementing). Semen foamed mampu menahan tekanan dari sekliling sumur (well bore) lebih baik daripada semen konvensional, karena ikatannya lebih kuat dan young modulusnya lebih tinggi dibandingkan dengan semen konvensional.Kapasistas insulasi-yaitu kemampuan menahan aliran panas dari sekeliling sumur-dari semen foamed dua hingga sepuluh kali lebih baik daripada semen konvensional.Semen untuk kedalaman dalamSemen yang biasa digunakan untuk kedalaman dalam adalah semen kelas G, 40% silicaflour dan microsilica, aditif fluid loss, retarder/accelerator (jika dibutuhkan).Untuk menyemen zona dangkal (shallow), maka digunakan accelerator calcium cloride

zona dalam, digunakan syntetic liquid retarder.Biaya (cost per barrel )semen foamed sedikit lebih mahal daripada semen konvensional, namun hasilnya lebih baik

Microphotograph sampel semen foamed BIT/MATA BORTipe bit yang digunakan dalam pemboran geothermal sangat bervariasi mulai dari simple steel tooth, standard tricones, carbide inserts.Umur bitbatuan beku maupun metamorf yang sangat keras = Umur bit pendek = cost tinggi

tingginya temperaturbanyaknya guncangan/getaranmeningkatnya torsi seiring kedalamanberat dari drill collar yang akan menyebabkan lebih cepatnya kerusakan pada bearing dan teethterutama rubber akibat pengaruh panas. Umur bitUmur bit pemboran terus ditingkatkan, terutama jenis bearing dengan "gigi" logam keras.Bit dengan tipe ini jauh lebih mahalnamun dapat diputar lebih dari 1 dan pengeboran smp 1000 m tanpa diganti.Matrix yang digunakan pada diamonds bit tidak dapat bertahan pada zona temperatur tinggiBit PDC, paling banyak dipake pemboran sumur minyak dan gaskarena performanya yang baik ketika menembus formasi batupasir, siltstone, dan formasi shalejarang digunakan dlm pemboran geothermal namun, banyak penelitian di dunia dilakukan untuk membuat bit PDC yang mampu bertahan pada temperatur ekstrim dan menghadapi batuan keras dalam pemboran geothermalPolycrystalline Diamond (PCD)Polycrystalline Diamond (PCD)bit telah digunakan dalam beberapa pengeboran panas bumiBit jenis ini bisa membor dengan cepat bahkan tanpa motor lumpurtetapi biasanya menghasilkan torsi yang lebih tinggi masa hidup lebih pendek jika dibandingkan dengan tri-cone bit.rotary cone (tricone bit)panas bumi, lebih sering menggunakan bit rotary cone (tricone bit), karena formasi batuan yang keras dan temperatur tinggi.replaceable drilling bitInovasi bit di dunia geothermal Bit dimodifikasi khusus agar dpt mmbawa muatan cutter cadangan Dmn sebuah mekanisme khusus : bisa mengganti cutter bit yang lama dengan cutter bit baru yang disimpan di dalam bit Memanfaatkan tekanan dr drill fluidNo tripping = < rig time = < Cost(high temperatur downhole tools)PDM(Positive Downhole Motor)mendinginkan BHAmenghentikan sementara pemboran setiap beberapa titik kedalaman, lalu mensirkulasikan lumpur selama beberapa waktu agar bisa mendinginkan pipa pemboran, BHA dan bit (Sakuma dan Uchida, 1997)

Life time bit & BHA = kinerja BHA baikPenggunaan jenis bit pada pemboran geothermal

PIPA PEMBORAN DAN CASINGdrill pipe standard APIbor pabum, mengadopsi bor migas, hingga penggunaan drill pipe standard API.Pipa pemboran API S-135 = pipa baja paling kuatPipa pemboran E-75 = jenis pipa yg plg srg dipake bor pabumnamun masalah ketersediaan E-75 di pasar (availability), industri menggunakan pipa jenis G-105 sebagai penggantinyaIDP (Insulated Drill Pipe )New Techgabungan pipa dr = liner (OD 3.5 in dan ID 3.068 in) yang dimasukkan ke dalam pipa pemboran (drill pipe 5 in) konvensional Annulus antara liner dan pipa pemboran diisi insulating material yang mampu mengisulasi panas dari sekliling sumur geothermalIDP (Insulated Drill Pipe )Dlm bor pabum, drill fluid mengalami kenaikan suhu ktika melewati bagian dalam drillpipe = menaikkan suhu drill fluid ketika mencapai dasar sumurDengan IDP, drill fluid yg mlewati bagian dalam IDP akan sedikit terkena kenaikan temperatur akibat efek konduksi dibandingkan pipa pemboran konvensionalTapi yg mlewati anulus akan tinggi suhunyaMaka, dibutuhkan (mud coolers) di permukaan IDP (Insulated Drill Pipe )mampu memindahkan lebih banyak panas di dasar sumur

temperatur fluida yang masuk IDP hingga nozzle bit hanya sedikit mengalami kenaikan

Dengan begitu, peralatan logging, MWD dan peralatan lainnya dapat beroperasi lebih baik dengan berkurangnya temperatur dasar sumur Namun, IDP (liner OD 3.5 in, ID 3.068 in, drill pipe 5 in) memiliki berat 33 lb/ftlebih besar dibandingkan dengan pipa pemboran (drill pipe) 5 in konvensional dengan berat 19.5 lb/ftDengan berat yang lebih besar, maka akan menambah biaya secara signifikanUkuran diameter dalam (ID) IDP pun lebih kecil daripada pipa pemboran 5 in konvensional(pressure drop) yang terjadi lebih besar IDP (Insulated Drill Pipe )Konsekuensinya IDP dibutuhkan tenaga hidraulik pompa yang lebih besar Penelitian laboratorium dan tes lapangan telah menunjukkan IDP dapat bekerja dengan baik dalam pemboran geothermal

IDP masih dalam tahap penelitian dan pabrikasi untuk mencari konfigurasi yang ekonomis (Finger et al., 2002). Skema IDP (Anderson, 2010)

ADP (Aluminium alloy drill pipe )pipa dengan material aluminium yang telah digunakan di Rusia sejak beberapa tahun lalu (1960)ADP sering disebut LADP (lightweight aluminium drill pipe) dimana ADP ringan dan memiliki kekuatan yang baikkan meningkatkan kecepatan aliran fluida anulus dan mengurangi kehilangan tekanan (pressure loss) kapasitas pompa yang dibutuhkan lebih kecil memiliki berat yang lebih kecilmeningkatkan bouyancy derrick load, hook loadkapasitas rig yang dibutuhkan pun lebih kecilmampu dipakai membor lebih dalam Keuntungan ADP (Aluminium alloy drill pipe )Kekurangan ADP koefisien termal konduktivitas aluminium yang lebih tinggi daripada baja (steel = sehingga akan mengurangi kemampuan buckling load dan burst strengthyield strength ADP akan berkurang secara signifikan terhadap penambahan temperatur, dibandingkan dengan pipa pemboranCASINGBiasanya, casing terakhir sumur panas bumi (production casing) berukuran 9-5/8 (244 mm)Untuk casing ukuran tersebut, dibutuhkan ukuran surface casing 13-3/8 (340 mm) sering digunakan di USA dan Jepang Di Eropa, kebanyakan sumur geothermal dibor dengan kedalaman lebih dari 4000 m, dan menggunakan surface casing 18-5/8 (473 mm).Ukuran casing Ukuran casing yang besar ini dibutuhkan karena diinginkan volume fluida panas bumi yang besar untuk diproduksikanUntuk sistem panas bumi yang cukup besar seperti ini, dibutuhkan production casing 13-3/8 (340 mm)namun akan berdampak langsung pada peningkatan biaya Konfigurasi casing sumur geothermal

big bore wellSumur geothermal dengan ukuran besar (big bore well)dengan menggunakan casing lebih besar (surface casing 20 inchi, 13 5/8 in) dan liner 9 5/8 inakan meningkatkan biaya pemboran kira-kira 17% dan waktu pemboran 7%, namun mampu meningkatkan produksi hingga 66% dibandingkan dengan casing kecil (13 3/8 in, casing 9 5/8 in) dan liner 7 in. (Bush and Siega 2010) Grade casing Casing yang banyak digunakan di sumur panas bumi adalah casing dengan grade J-55, untuk sumur dalam digunakan K-55dengan grade N-80 pun sering digunakan, dan untuk sumur geothermal yang terdapat H2S, digunakan L-80Casing grade lainnya adalah C-95, yang saat ini banyak diganti dengan T-95, atau S-95Untuk lingkungan ekstrim (temperatur tinggi), sering digunakan casing 9 Chrome L-80 dan 13 Chrome L-80Casing Titanium (Beta-C Titanium) digunakan untuk beberapa kondisi, namun harganya sangat mahalTantangan utama pada komplesi sumurTantangan utama pada komplesi sumur panas bumi adalah kualitas dan ketahanan semen, kriteria pemilihan casing hanger (mampu untuk bertahan pada temperatur tinggi) dan stress dari termal. Casing fatigue dan integritas semen adalah permasalahan sumur-sumur panas bumi yang umum dihadapi yang berbeda dari sumur minyak dan gas, akibat stress dari temperatur yang tinggi (Teodoriu et al., 2009).Komplesi sumur panas bumiKomplesi sumur panas bumi relatif lebih mudah dilakukan daripada sumur minyak dan gas. Untuk penggunaan air sebagai fluida pemboran, sumur tidak membutuhkan pembersihan yang rumit, namun bila fluida pemboran yang digunakan adalah lumpur konvensional, yang mengandung bentonite dan aditif lainnya, dibutuhkan pembersihan dengan brine (air asin) setelah proses pemboran dan logging. Setelah pembersihan dengan air asin, khususnya pembersihan slotted liner, maka rig pemboran dipindahkan dan BOP diganti dengan X-mass tree (Cromling, 1973).Sambungan pipa model API LTCSambungan pipa model API LTC tidak cocok digunakan untuk kondisi beban tekanan/tegangan tinggi (Brunetti and Mezzeti, 1970). Semua penggunaan model sambungan API LTC dilaporkan mengalami kerusakan pada kondisi temperatur tinggi. Model sambungan yang lebih baik dari LTC adalah API Buttress, meskipun memiliki resiko kebocoran gas dan fluida pada kondisi tekanan rendah. Model sambungan premium lebih baik daripada API Buttres, namun biayanya lebih mahal, yang dapat memperbesar biaya pemboran panas bumi. Hingga saat ini, penggunaan model sambungan pada pipa masih diteliti, dan masih mengadopsi teknologi pemboran minyak dan gas untuk pemboran panas bumi.RESULTMeskipun mengadopsi teknologi pemboran panas bumi dari pengeboran minyak/gas gas, ada beberapa perbedaan yang tidak dapat diabaikan, seperti suhu, jenis batuan dan jenis produksi cairan. Perbedaan itu harus dipertimbangkan dalam merancang sumur panas bumi. 2. Kehilangan sirkulasi sering terjadi dalam pengeboran panas bumi, sehingga diusulkan untuk menggunakan metode pengeboran underbalanced. 3. Desain casing pada pemboran minyak/gas dapat digunakan dalam desain casing panas bumi dengan beberapa koreksi yang disebabkan oleh suhu ekstrim. Faktor suhu harus dimasukkan dalam desain casing panas bumi. 4. Analisis tentang fluida pengeboran, semen, drillpipe dan casing dalam pengeboran panas bumi telah dilakukan dalam rangka memperluas wawasan pembaca.