Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAPLIKASI TEKNOLOGI UNDERBALANCED DRILLINGPADA DAERAH SUBNORMAL PRESUREKusno Kurniawan, Ariawan C.PTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaABSTRAKPadadaerahsubnormal pressure,tekananyangterjadiakanmenyimpangdari gradienttekanannormalnya,dimanabesarnyagradienttekanannyaakankurangdari 0,465psi/ftuntukdaerahairasin,dan0,433psi/ftuntukdaerahairtawar.Sistem hidrolikpadadaerahinipuntidakmempunyaihubungantekananyangbebas dibandingkan dengan daerah lainnya, hal ini merupakan kebalikan dari daerah tekanan normal. Padadaerahinibiasanyaakanmenimbulkanbanyakproblempemboran apabiladiterapkanmetodepemborankonvensional(overbalanceddrilling),sehingga daerahinisangatpotensialbagipenerapanmetodepengeboranunderbalance (underbalancedrilling) dalam rangka mencegah problem pemboranyang terjadi,dan juga peningkatan laju penembusan pahat pemboran, atau rate of penetration-nya.Underbalanceddrilling(UBD)merupakansuatumetodepengeborandimana tekananhidrostatikfluidapemboranyangdipakailebihkecildaripadatekanan formasinya, sehingga akan ada aliran gas,air, dan hidrokarbon dari formasi ke lubang sumur secara terus menerus. Agar metode ini dapat memberikan hasil yang memuaskan padadaerahsubnormal,makaperludilakukanprediksitekananformasilebihawal, baik secara kwalitatif maupun kwantitatif.Dalam perencanaan model operasi fluida dan juga peralatan dalam penerapan metodeunderbalanceddrillingmakasebelumnyaperludiketahuiterlebihdahulu jenis batuanreservoirformasinya,faktorsementasibatuan,permeabilitasformasi,tekanan dasarlubang(bottomholepressure),danjugaadatidaknyakandungangasH2S didalam formasi.1. PENDAHULUANDalampemboranoverbalanced,tekananhidrostatikfluidapemboran lebihbesardaripadatekananformasi batuan,sehinggabilapemboran menembusformasiporousdan permeableatauformasibertekanan rendahakanmenimbulkanproblem pemboran,sepertiterjepitnya drillstringataupunlostcirculation, dankerusakanformasi.Disisilain, apabilapemboranmenembusformasi keras,pemboranoverbalancedakan memberikanlajupemboranyang rendah.Salahsatualternatifuntukmencegah ataumeminimalkanberbagaiproblem tersebutadalahdengan mengaplikasikanteknologipemboran underbalance. Pemboran underbalance akanmeningkatkanlajupemboran, danmencegahproblempemboran sepertikehilangansirkulasi(lost circulation), terjepitnyadrillstring, danmencegahtingkatkerusakan formasi yang lebih besar.II. STUDI PUSTAKA2.1. DefinisiMenurutAPIRP53 3)dalamdraft bagian13,Underbalanceddrilling adalahpelaksanaanoperasipemboran yangmanadiijinkannyafluidaformasi Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakartamasuk ke lubang bor, disirkulasikan dan dikontrol di permukaan. SedangkanmenurutEnergyResources ConservationBoard(ERCB) 5):UBD adalahtekananhidrostatikfluida pemboran diusahakan di bawah tekanan poriformasiyangsedangdibor. Keadaaninidapatdilakukandengan menambahkangassepertiudaraatau nitrogenkedalamfasacairfluida pemboran.Halinilahyangakan menyebabkanmasuknyafluidaformasi yangharusdisirkulasikandandikontrol dipermukaan.Berdasarkandefinisi tersebutmakafluidapemborantidak akan dapat memasuki formasi dan tidak akan terjadi kehilangan sirkulasi.2.2. Konsep Underbalanced DrillingBatasan Underbalanced DrillingPadakenyataanyaunderbalancedtidak selalu dapat dilakukan secara ekonomis, halinimengingatbebarapahalsebagai berikut :1. Kestabilansumurakanterganggu, danlubangakangugursehingga menyebabkan peralatan terjepit. Jika serpih batuan terlampau besaruntuk diangkat oleh aliran fluida di sumur, serpihakanterendapkan,biasanya terjadidiatasbatasdrillcollar dengandrillpipekarenakecepatan mengangkatdianulusdrillpipe mendadakmengecildibandingkan dengandianulusdrillcollar.Ini disebutsebagaicincinlumpuratau mud ring.2. Aliranairdapatmenyebabkan beberapahal,yaitubiladibor denganmenggunakangas,airbisa membasahiserpihbordisumur, sehinggaserpihsalingmelekatsatu denganyanglainnya,danakhirnya dapat menyumbat annulus sumur 3. Terjadinyaledakandidalamsumur. Penggunaanudarapadapemboranunderbalanced dapatmenjadi ancamanyangseriusbiladijumpai cincinlumpurdidalamsumur dengantekananyangsemakin meningkat, seperti hidrokarbon pada tekananyangtinggijugaakan meledak.4. Kesulitan pada waktu MWD.MWDbiasanyamenggunakan medialumpurpemboran konvensional dalam hal meneruskan pulsekepermukaanuntuk mendapatkan data. Pada pengeboran denganmenggunakanudarakering dan gas sebagai fluida pemborannya akansangatsulitsekalibilatidak menggunakanperalatankhusus sepertiEMWD(Electromagnetic Measurement While Drilling).IdentifikasiDaerahYangSesuai Dengan Penggunaan Metoda UBDAplikasimetodeunderbalanceddrillingakanberpotensimencapaihasilyang optimumapabiladilakukanpada daerah-daerah, seperti: 1.Depletedreservoir(subnormal pressure) Depletedreservoir(daerahsubnormal pressure),dimanagradientekanannya lebihrendahdibandingkandengan tekananhidrostatikkolomfluida pemboranjikadigunakanmetode conventionalmakadaerahini berpotentialterjadinyafenomena lumpurmasukkedalamreservoir (hilanglumpur)danpipaterjepit. Hilanglumpuriniterjadijikabesarnya lubangporilebihbesardariukuran partikellumpurpemboran.Ukuran lubangporiyangmengakibatkan terjadinyahilangsirkulasiiniberada padakisaran0,1- 1,00mm.Biasanya terjadipadadaerahyangmemiliki lapisandenganpermeabilitassangat besar,rekah-rekah,sepertisandstone dan unconsolidated sand.Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakarta2. Reservoir rekahan Reservoirdenganrekahanalamiini biasanyamemperlihatkanhilangfluida pemboranyangsangatbesar.Kehilanganfluidainiakanmembuat masalahpemboransepertiwellcontrolataumemberikanterjadinyamechanical stickingkarenatekananhidrostatik fluidapemborannyalebihbesardari tekananformasinya.Sedangkanpada operasipemboranunderbalanced tekanandidesainlebihkecildaripada tekanan formasi.3. Formasi yang terdiri atas batuan yang keras.Salahsatufaktoryangdapat meningkatkanlajupenembusanpahat padabatuanadalahdensitasfluida pemboran.Studilaboratoriumdan lapanganmemperolehkesimpulan bahwasemakinringandensitasfluida pemboranyangdipakai,laju penembusanpahatakansemakincepat, karenadengansemakinkecilnya perbedaantekananataudifferential pressure,yaitu(Ph-Pf)akansemakin kecilbahkanpada Underbalanced Drilling,perbedaantekanantersebut akanberharganegatif.Laju penembusanjugaterpengaruholeh kekuatanbatuan(compressivestrength) yangditembus,denganmenurunkan perbedaantekananyangdimaksud, makakekuatanbatuantadiakan menurundanpahatbordapatdengan mudahmenembuslapisanbatuan. Contohuntukformasiiniadalah Limestonepadat(batugamping)dan jenisbatuanyangfaktorsementasinya besar (consolidated sand).4. Formasi dengan permeabilitas besarSalahsatupenyebabterjadinyapipa terjepitadalahmudcakeyangterjadi apabilaperbedaanantaratekanan hidrostatiklumpurpemborandan tekananformasimenjadisangatbesar pada saat melewati formasi yang porous danpermeabel,sepertibatupasir (sandstone)danbatugamping (limestone). 5. Kerusakan formasi Formasiakanberpotensimengalami kerusakan(formationdamage)apabila dibordenganmetodaoverbalanced drilling.Salah satu penyebab kerusakan formasi(formationdamage)adalah karenapenggunaanlumpuryang terlalu beratsehinggapartikelpadatanlumpur (innertsolids)akanmasukkedalam formasiproduktif.Partikelpadatandan filtratlumpur pemboran yang masukke formasiakanmenyebabkanbeberapa hal, yaitu :- Menutuppori-poriformasi produktif.- Meningkatkanwatercontent padaformasiyangmengandung minyak sehingga saturasi minyak menurun dan akhirnya di tempati oleh air.- Partikelclaypadaformasi produktifmengembangdan menutup permeabilitas formasi.Denganadanyakerusakanformasi tersebuttentunyaakanmeningkatkan biayastimulationsuatusumurdan berakibatterganggunyaproduktifitas formasi.Semuajenisbatuanmemiliki kemungkinan menjadi tempat terjadinya hilang lumpur, akan tetapi formasi yang lemahdanbergua-guaadalahyang palingsering.Padaformasiyanglunak sepertibatupasir,hilanglumpurpada prinsipnyadiakibatkanolehtingginya permeabilitasdankemungkinan terjadinyarekahan.Padabatuankeras, sepertibatugamping,dolomitedan serpih yang keras, hilang lumpur terjadi sebagaiakibatadanyavugs,caverns, rekahan alami dan induced fracture.Model Operasi UnderbalancedTerdapatbeberapamodeloperasipemboran underbalanced, yaitu : dry air Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakartadrilling,nitrogendrilling,naturalgas drilling,mistdrilling,stablefoam drilling,stifffoamdrilling,gasified liquids,flowdrilling,mudcapdrilling, snubdrilling,danclosedsystems. Masing-masingmodeloperasiiniakanmembutuhkan peralatan dan operasional yang berbeda. 2.2. Peralatan Yang Digunakan Padadasarnyaperalatanyang digunakanpadaunderbalanceddrilling hampirsamadenganperalatanpada pemboran overbalanced. Rotating Blow Out Preventer (RBOP)# Rotating Control Head / RCH Bowl# Rotating Control Head / RCH Bearing Assembly Chemical Injection Choke Manifold Separator HighPressureFlamibilityLimit Appartus Booster Kompresor Peralatan peralatan pendukung# Sample Catcher# Vacum Degasser# Settling Tank dan Skimmer Tank# Flare Stack# Control Unit2.3. Subnormal PressureTekananSubbnormaldidefinisikan sebagaitekananyangmenyimpangdari gradienttekanannormalyangbesarnya kurang dari 0,465 psi/ft.Identifikasitekananyangterjadisangat berpengaruhterhadapkelancaran operasipemboran.Adanyatekanan subnormalinisangatdipengaruhioleh kondisigeologi,baiklithologimaupun struktur geologinya. Mekanismeterjadinyatekanan subnormaldisebabkanoleh:adanya expansithermal,pengkerutanformasi dan Potentiometric Surface (mekanisme yang menunjukan adanya reliefstruktur suatuformasiyangdapatmenghasilkan baikzonasubnormalmaupun overpressure).Metodeuntukmemperkirakandan pendeteksiantekanansubnormalsama denganmetodeuntukmemperkirakan danmendeteksitekananabnormalyang dapatdikelompokanmenjadidua kategori, yaitu:a. Metode KwalitatifMerupakanmetodependeteksian tekananformasiketikapemboran sedangberlangsungdengantanpa memberikaninformasibesarnya tekananabnormalpadasuatu kedalaman.Metodeinidibagi menjadi empat kategori, yaitu : Korelasisumurlamayangtelah diketahuidatatekanannya.(yang umumnya dipakai) Anomalitemperatur,dapat digunakansecaraeffektifuntuk mendeteksilapisantransisike lapisan tekanan tinggi. Resistivylumpurdancutting, resistivitycuttingberubah denganbertambahnyaporositas (indikatorsekundermemonitor zona transisi) Cutting,cutingyangbesar menunjukanbahwaperbedaan tekanan berkurang /kecil.b. Metode KwantitatifMetodependeteksiantekanan formasidimanainformasibesarnya tekanan pada suatu kedalaman dapat diketahui.Metodeiniterbagi menjadi lima kategori: AnalisaSeismic,metode geofisikuntukmendeteksi keberadaandanpuncaktekanan abnormal ( interval travel time) AnalisaLog,untukmenentukan tekananpori-poridalamsumur offsetdanpemboransumur Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakartaaktual(resistivity log,soniclog, log density) AnalisaOverlay,metode pendeteksiantekananformasi denganmencocokanterlebih dahuluantaratekananformasi normal dengan trend normal. Densitasbulk,metode pendeteksiantekananyang didasarkanpadahubungan antaradensitasbulkbatuan denganporositas(semakin bertambahkedalamanmaka semakinkecilporositasatau kompaksi batuan bertambah)Drillingequation,metodependeteksian tekananyangdidasarkanpadaada tidaknya penyimpangan slope dari trend persamaannormalnya(data;laju penembusan,WOB, RPMdandiameter sumur2.4. Hubungan antara Underbalanced DrillingDenganDaerah Subnormal PressurePadadaerahyangbertekanandibawah gradienttekanannormal(subnormal pressure/depletedreservoir),aplikasi underbalanceddrillingdapatmencegah sertameminimalisasiterjadinyadifferentialsticking danterjadinya formation damage. Padaformasisubnormaliniakanmemilikilajupemboran yangtinggi (batuankeras)atauterdapatshaleyang sensitifterhadapair.Apabilatekanan formasinyasangatrendahmaka diperlukanfluida2fasa(Aerated drillingfluid)jenisfoam (campuran antaragasdancairan).Dengancatatan apabilastabilitassumurbukan merupakanpersoalan,dantidakadanya kandungan gas H2S dalam formasi.Jenisfluidapemboranlainyangdapat digunakanpadadaerahsubnormalini adalahjenisfluidanitrifiedmud atau crude. Adabeberapacarayangsering digunakandalamaplikasijenisfluida ini , yaitu: Injeksifluidamelaluipipa,halini dilakukansebagaisuatucara alternatifdenganmelihatkondisi daritekananformasiyangsangat rendah. Parasiteinjection,halinidilakukan apabilatekananformasiagaktinggi dan pemboran sumurmembutuhkan MWD. TemporaryCasingInjection,halini dilakukanapabilapemboran memerlukankondisilajugasyang tinggi.3. STUDI KASUS3.1.KondisiSumurXPada Lapangan YFormasiyangterdapatpadasumurX lapanganYmerupakanformasi vulkanikyangmempunyaitekanan yangtelahturun(depleted),danmempunyaigradientekananyang menyimpangdarigradienttekanan normalnya(subnormalpressure),hal iniakanmengakibatkanproblem pemboranapabiladiterapkanmetode pemborankonvensional(overbalanced drilling).3.2.AlasanPenerapanUnderbalance DrillingPadadaerahsubnormalpressure, aplikasimetodeunderbalanceddrilling mampumeminimalisasidan menghindariterjadinyaproblemhilang lumpur(losscirculation)danjugapipa terjepit(differentialpipesticking).Selainituaplikasiunderbalanced drillingdisinidimaksudkanuntuk menghindariterjadinyakerusakan formasi,danjugaagarpemborandapat berlangsung secara efektif dan effisien. Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakarta3.2.Pengamatan di LapanganPemboranunderbalanceddilakukan setelahmemasukitopvulkanik(1928 mku/1890mkt).Pemasangancasing liner7dilakukansampaipada kedalamaan1930mku/1897mkt.Setelahitudenganmenggunakanbit6 dilakukanpemboranunderbalanced (openhole)sampaipadakedalaman 2448 mkt / 2058 mku.3.3. Peralatan yang DigunakanPeralatanyangdigunakandilapangan padadasarnyahampirsamapada pemboranoverbalancedkecualipada unit injeksi gas dan penambahan RBOP (RotatingBlowOutPreventer)tipe Williams 7100.Untukpemutardrillstringtidak digunakanrotarytable,melainkantop drive.Denganmenggunakantopdrive dapatdilakukanoperasikeluar-masuk rangkaiansepanjang3joint(1stand). Dengandemikiantopdriveberfungsi sebagaisebagaialatpenggantitraveller hook, alat angkat, alat putar dan sebagai tempat awalsirkulasi menujudrillstring karenaswivelterletakpadatopdrive ini.RBOPinisanggupmenahan tekananbaliksampaisebesar2500psi ketika beroperasi.Unitinjeksigasterdiridariduaunit kompressoryangakanmemasokudara bertekanan200psikeNPU(Nitrogen ProcessingUnit).SelanjutnyadiNPU inidihasilkangasNitrogendengan prosespemurnian(purifier)hingga didapatNitrogenberkadar95%. Sebenarnyayangdiinginkanadalah Nitrogendengankadar97%untuk menghindariresikokorosiyanglebih besar.SelanjutnyaNitrogenyangdihasilkan olehNPUdialirkankebooster(low booster)yangakanmenaikkantekanan sampaisebesaryangdiinginkan (maksimum 1500 psi).Sebelummenujukeswivel,gas bercampurdenganlumpurdasar(air tawar)setelahituakanmasukbersama-samakedrillstring.Lumpurakan bersirkulasiterussampaikepermukaan kembalimenujukemanifolddan langsung ke separator. Untuk mencegah aliranbalikfluidakedrillstring,maka digunakan float valve.Separatoryangdigunakanadalah separator empat fasa untuk memisahkan gas,air,minyakdanserbukbor. Separatorterdiridariempat kompartemenyangdapatbekerja sampai pada tekanan sampai 200 psi.3.4. Lumpur Dasar yang DigunakanLumpurdasaryangdigunakanadalah airtawardenganberat8.33ppgdan viskositasfunnelsebesar28MFdetik. Kedalamairiniditambahkanbeberapa zatkimiaseperticausticsodauntuk menjagapHlumpur11dan penambahan corrosion inhibator.3.5. Hasil PelaksanaanPadasaatpelaksanaanpemboran underbalancedini,lajupemboranrata-rata(ROP)sebesar8min/m.Pada kedalaman1999 m ada indikasi minyak selama30menitkemudianhilangdan padakedalaman2048mkuadatrace burnablegas.Padakedalaman2118 mkutidakadaaliran balik(partiallost) lumpurdarilubangbor,setelahitu diadakan sirkulasi sampai didapat aliran balik.4. DISKUSIBerdasarkandatareservoirLapangan Y,tekananpadaFormasiVulkanik padalapangantersebuttelahturun (depleted)menjadisebesar0,287psi/ft Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakarta(tahun2000)dari0,438psi/ft(tahun 1973).Berdasarkandatadarisumur referensi,perkiraantekananformasi sumur pada kedalaman 1880 mkt adalah sebesar1806psi(5,63ppg).Dimana zona kedalaman terjadinya problem lost circulation merupakan indikator adanya fracture pada formasi ini.Tujuanutamadariaplikasi underbalanceddrilling padadaerah subnormalpressure(depleted)adalah "mengurangi" efek negative yang terjadi ketikapemboranoverbalanceddi aplikasikanpadasuatulapangan.Efek yangbisadikurangiadalahseperti: mencegahhilangsirkulasi,mencegah pipaterjepit,mengurangikerusakan formasi,meningkatkanROPdan productionwhiledrilling(jika pemborandilaksanakanpadazona kedalaman produktif)Carayangdilakukanagarpemboran underbalanceddapatsuksesadalah denganmelakukanmaintainthe hydrostatichead pressure atau menjaga tekananhidrostatiklumpurpemboran agar selalu dibawah tekanan formasi.Untukmendapatkan hidrostatichead pressure(Ph)yangrendah,maka parameteryangperludisesuaikan adalah densitas fluida pemborannya.Dapat dirumuskan sebagai berikut:) ( ) ( ) ( psi Ph psi DeltaUB psi Plumpur F ) () ( * 052 . 0) (ppgft Depthpsi Phfluidalumpur AgarsumurXpadalapanganY memilikipembersihanlubangboryang baikdanmasalahhilangsirkulasitidak terjadi,makaunderbalanced drawdown (deltaunderbalanced)padakedalaman 1978mkt(6490ft)dapatdiubah menjadi350psidaninimemberikan densitas lumpur aerasi sebesar 4,61 ppg. Haliniakanmemberikantekanan lubangboryangmasihmampuditahan olehformasidanmeningkatkan kecepatan lumpur aerasi di annulus.Dalampendesainannya underbalanceddrawdowndidasarkanpada pertimbangan,seperti: Keadaan formasi(geomekanik)yangsangatberpengaruh terhadapkestabilanlubangsumur (wellboreinstability).Besarnya rate influx (fluidaformasi)yangakankita produksikanpadasaatpemboran berlangsung.Volumefluid mudmotoryangdibutuhkan,Liquid Velocity untuk pengangkatan cutting yang baik.Untukmemperjelasdasar pertimbanganpadapendesainanunderbalanceddrawdownsebaiknyadigunakan batasan-batasan.Sehinggapadasaat kitamelakukanmaintainpada hydrostaticheadpressure-nya,maka nilainyatidakbolehmelebihi(batas-atas)ataupunterlalurendah(batas-bawah)dari batasan tersebut, agar tidak memberikan dampak negative, contoh :Keadaan Formasi (Geomekanik)Pengaruhhydrostaticheadpressuresaatsirkulasilumpurberjalantidak bolehterlalurendahdaritekanan formasi(batas atas)yangakanmengakibatkanhilang sirkulasi,dimanaberartiunderbalanceddrawdownterlalukecilataumalah berharga positif. Rate InfluxInfluxyangterproduksi(flowing pressurerate)harusdapatditangani olehperalatanpermukaanatauharus disesuaikandengankemampuankerja Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakartadari peralatan penanganan dipermukaan. Apabilakita melakukan pemboranpada zonakedalamanProduktif,Efek hydrostaticheadpressureterhadap productionwhiledrillingharustetap diperhatikan: Konsep ini adalah seperti prinsipproduktivitasindekspada bidang produksi. Dirumuskan sebagai: PI= q / ( ps pwf )Dimana: PI= produktivitas indeks dariformasiq= laju alir produksi fluida formasi Ps-Pwf= pressure drawdown atau beda tekananantaratekanandari formasi dan tekanan alir pada dasar sumur. Yangartinyanilaipressuredrawdown/ perbedaantekananakanberbanding lurus dengannilailajualirproduksi fluida formasi kelubang sumur. semakin besarbedatekananmakalajualirjuga semakinbesarpula.(Ps-Pwf)berarti samadenganunderbalanced drawdown (Pf-Ph)padakonsepunderbalanced drilling,jikanilainyabesarberarti semakinbesarpulalajuproduksi fluidanya dari formasi ke lubang sumur, dalamhaliniadalahlajualirproduksi hidrocarbon saat pemboran.Halinisangatdimungkinkanpada underbalanceddrilling karenadidukung fasilitasseparasifluidabalik,yang selaludigunakanpadasetiapoperasi underbalanced drilling, seperti: Rotating Head/RBOP(untukratingtekanan kerjayglebihtinggidariRH),tekanan kerja separator 4 fasa.VolumeFluidmaximumdan minimum yang melalui mud motor : Jikavolumefluidyangmelaluimud motormelebihirangemotormaka motorakanstall(rusak),danjika kurang dari range yang diinginkan maka motortidakakanjalan. Suatumud motormempunyairange(minimal100 gpmdanmaksimal300gpm),jadi volumefluidyangmelaluimudmotor tersebut harus berada di range-nya.MinimumandMaksimumLiquid Velocity : Jikakecepatan fluidadi annuluskurang darikecepatanfluidayangdibutuhkan untukmengangkatserbukbor,maka serbukborakanmenumpukdilubang bordanakibatnyaakanterjadiproblem pipaterjepitataujikakecepatanfluida diannulusdidalamlubangborsangat tinggimakaakanmengakibatkanwash-outdilubangbormaupundiperalatan pemboran.Densitaslumpursebesar4,61ppg,masih berada pada range densitas untuk fluidaaerasi/gasifiedliquid(4,0 6,95 ppg)danfoam(0,33,54ppgdan3,56,95ppg).Tapipadacontohkasusini kitalebihmemilihjenisfluidaaerasi/ gasifiedliguid.Denganbeberapa pertimbanganseperti:bahan dasaryang digunakan fluida ini relatif lebih mudah didapatdanlebihmurah,karenahanya menggunakanlumpurdenganbahan dasarairtawar(densitas8,33ppg),Bottomholepressureyangdihasilkan lebihtinggisehinggameminimalkan problemwellboreinstability,danlebih mudahdalampenangananseparasinya saatdipermukaankarenatidak membutuhkanpemisahandengan chemicaluntukseparasinya(foam membutuhkanfoameruntuk pembentukanfoam-nyadandefoamer untukseparasinyadipermukaan, kesulitansaatpembuanganlimbahair padafluidafoamkarenafoamkurang ramah terhadap lingkungan). Penambahancausticsodadapat dilakukan untuk menjaga pH lumpur 11 Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakartadanpenambahancorrosioninhibitor dilakukanuntukmengurangiadanya korosiperalatankarenadigunakannya air tawar sebagai lumpur dasar.Dalampenentuanjenisfluidapada pemboranunderbalancedyangakan digunakanpadasuatuformasi, sebelumnyaharusdiadakanstudy" terlebihdahulu terhadap suatulapangan yangakanmenjadikandidat underbalanceddrilling.Penentuan apakahakanmenggunakanair,diesel, formationoilataupunjenisliquid lainnyatergantungdarifaktor-faktor misalnya:tekananformasi,lithologi batuanyangakanditembussaat pemboran. Sedangkanfasagasyangdigunakan adalahgasnitrogendenganalasan karenanitrogenmerupakangasyang tidakreaktif,hanyamengandung oksigen dalam prosentasi kecil (0.5 % -10%O2)sehinggaakanmengurangi resikokorosipadaperalatanpemboran. Padacontohkasusininitrogen dihasilkanoleh NPU(Nitrogen ProcessingUnit),dengankadar pemurnianyangdiinginkan97%untuk menghindariresikokorosiyanglebih besar.Adacaralainuntukmenciptakan kondisiunderbalanceddrilling selain menggantifluidapemborandengan fluidaberdensitasrendahyang diinjeksikanmelaluidrillstring/stand pipe,yaitudenganmenginjeksikangas melaluitubingdengandiameter2inchi yangdilekatkandisisiluarcasingatau lebihdikenaldenganparasitetubing injection.Padacontohkasusini dipilihgasifiedliquiddenganmenggunakansystemyangpertama drillstringinjection dimanalumpur dasardangasdiinjeksikanbersama-sama melalui stand pipe. Menurutsimulasikomputeryang dilakukanolehGuoetal(SPE26892), SaponyadanWangetal(1stinternationalUnderbalanced Drilling Conferrence,theHague95).Disana dibuatperbandinganBHPdaninjeksi gaspadadrillstringdanparasitestring.Dandisebutkanbahwapadadrillstring injectiondapatmengurangikeperluan gasdanBHP-nya.Gambar3.2. membandingkanBHPuntukpemboran 6000 ftdengan injeksi di drillstring dan denganparasitestringyang diinjeksikanpadakedalaman2000ft.DenganInjeksiudarasebesar350gpm akandidapatkanBHPsekitar650psi padapenggunaandrillstringinjection, danakan1200psidenganparasite string. Pada penggunaan parasite tubing injectionuntukmendapatkanBHP 1250psidibutuhkaninjeksiudara sebesar200scfm,tetapiakanberbeda denganpenggunaandrillstring injectionuntukmendapatkanBHP1250psi hanyadibutuhkaninjeksiudarasebesar 100 scfm.Artinyadenganpenggunaandrillstring injection,kitadapatmenghematbiaya dankebutuhanpengadaanudarainjeksi dalamkasusiniadalahnitrogenuntuk mendapatkan BHP yang sesuai.DanuntukmenaikanbesarnyaBHP yaitu dengan cara mengurangi aliran gas ataumenaikkanlajucairan,tanpa denganmenaikkanbesarnyagasyang diinjeksikan.Jadisecaraumum menaikkan BHP sampai tingkat tertentu dibawahratingBOPmelaluicara mengaturchoke,terutamapadajenis aerated/gasifiedliguidtidak direcomendasikan.Denganalasan karenachokingbackakanmenaikan tekananstandpipedantekanan kompresigas. Halinidiijinkan apabila kitamenggunakanjenisfluidafoam dengantujuanuntukmenurunkan kwalitasfoamagarkonstandantetap mampu mengangkat serpih pemboran.Denganmengaturkecepatanlumpur aerasiactualyangterjadiselalulebih Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakartabesardarikecepatanminimallumpur aerasiyangdibutuhkanuntuk mengangkatserbukborkeluardari lubang bor, dengan pola aliran turbulent sepanjangannulus.HaliniberartiVann>Vmin.Dengandemikianmaka pengangkatanserbukborsepanjang annulus dapat dikatakan baik.5. KESIMPULAN1. Formasi pada sumur X di lapangan Ymerupakanformasibatuan vulkanikyangmempunyairekahan dantekanannyatelahturun (depleted),dengankatalain merupakan zona subnormal pressure, dari0,438ps/ftmenjadi0,287psi/ft sehinggamerupakankandidatyang cocokbagiaplikasipemboran underbalanced.2. Pendesainanunderbalanced drawdown(deltaunderbalanced) dibuat pada interval antara batas atas danbatasbawahdaridasar pertimbangan,seperti:keadaan formasi(geomekanik)/kestabilan lubangsumur(wellboreinstability), besarnyarateinfluxfluidaformasi produksi saat pemboran berlangsung, Kebutuhanvolumefluidmudmotor, liquidvelocity,disampingfaktor utamaseperti: tekananformasidan jenis lithologi batuannya, 3. Denganpemilihandesaindelta underbalancedsebesar350psimaka akanmemberikandensitaslumpur aerasisebesar4,61ppgdenganlaju alirlumpursebesar150gpm,yang selanjutnyaakanmemberikan tekananlubangboryangmasih mampuditahanolehformasidan mampumenghindarimasalah kehilangan sirkulasi.4. Penggunaandrillstringinjection padapenerapanjenisfluidaaerasi ataugasifiedliguid,bertujuan menghematbiayadankebutuhan udarainjeksidalamkasusiniadalah nitrogenuntukmendapatkanBHP yang sesuai.UCAPAN TERIMA KASIHPenulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnyakepadaPERTAMINA atasijinpenulisandanpublikasi makalahini.Ucapanterimakasihjuga ditujukankepadaKennedy (Weatherford Underbalanced Services),ImamSupomoAji,danYudhaMaxi (TaknikPerminyakanUPNVeteran Yogyakarta)yangtelahmemberikan dukungandantambahanpengetahuan dalammempelajariteknologi Undebalanced Drilling.DAFTAR PUSTAKA1. AdamT.BourgoyneJr.(1986), Applied Drilling Engineering, First Printing,SocietyofPetroleum Engineering, Richardson, TX.2. AzarJ.J.,Ph.D.(1998),Mud RelatedDrillingProblemsand Solutions,TenDayCourse, Petranusa, Jakarta.3.Azar,J.J.,Prof.(1999), UnderbalancedDrilling Technology.,Course,Pertamina, Jakarta.4. Angel,R.R.(1985),Volume RequirementsforAirorGas Drilling, Gulf Publishing Company, Book Division, Fourth Printing.5. BennionD.B.,LunanB.,Saponja S.(1988),UnderbalancedDrilling andCompletionOpereationsto MinimizeFormationDamageReservoirScreeningCriteriafor OptimumApplication,TheJournal ofCanadianPetroleumTechnology, vol 37, no.9, page: 36-50.6. BennionBrant,CrouseCPhilips, Lunan Brian.(1997), UnderbalancedDrillingOperationsTechnology, Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaShortCourse,BookIandBookII Calgary, Alberta, Canada.7. BennionD.B.,ThomasF.B., UnderbalancedDrillingof HorizontalWells:DoesItReally EliminateFormationDamage?, SPE no 27352.8. BennionD.B.,ThomasF.B.,Bietz R.F.,BennionD.W.(1998), UnderbalancedDrilling:Praises andPerils,SPEDrillingand Completion, page: 214-222.9. Bieseman, Taco, An Introduction to UnderbalancedDrillingShell Research,ShellPetroleum Development Company.10. Cagnolatti,Eduardo,Curtis Fred.,UsingUnderbalance TechnologytoSolveTraditional DrillingProblemsinArgentina, servicesespecialiesSanAntonio S.A.,FrontierEngineeringand Consulting Ltd.11.CrerarPaul,UnderbalancedRe-EntryHorizontalDrillingInThe WelltonFieldBascalSuccession ReservoirOnshoreUKCandecca Resources Limited.12. DoaneR.D.,BennionD.B., SuccessfulDrillingofan UnderbalancedHorizontalWellin theRigelHalfwayPoolLaboratory ScreeningAndField Results,SPE no; 37065.13. GasResearchInstitute.(1997), UnderbalancedDrillingShort CourseManual,GRI,GRI-97/0236.1a, Chicago, Illionis.14.GasResearchInstitute.(1997), UnderbalancedDrillingManual, GRI, GRI-97/0236, Chicago, Illionis.15. http://www.iadc.org16. http://www.hycal.com17.LyonsC.Williams,(1984)Airand GasDrillingManualGulf PublishingCompany,Houston, Texas.18. Moore,PrestonL(1974).,Drilling PracticeManual,ThePetroleum PublishingCompany,Tulsa, Oklahoma.19. Mullane T.J., Churcher, Benefits of UnderbalancedDrillingfromthe WeyburnandWesteroseFields, WesternCanada,Calgary,Alberta, Canada.20.Rogers,WaltersF.(1963), CompositionAndPropertiesofOil WellDrillingsFluids,Gulf PublishingCompany,ThirdEdition, Houston, Texas.21.SinghM.Madan,GoodwinJ. Robert.,MechanismofDrilling WellsWithAirAsTheDrilling Fluids,ThePennsylvaniaState UniversityandGulfResearchand Development Company.22. Software,Mudlite:Air,Mist, FoamHydraulicsModel,Versi2.0, Maurer Engineering Inc, 199723. Subiatmono.P.,IrwanYulianto., Kennedy.,PenerapanTeknologi PemboranUnderbalancedpada SumurLapanganJatibarang PertaminaDOHuluCirebon, ProceddingSimposiumNasional IATMI,Yogyakarta,3-5Oktober, 2001.23.___________,UlasanTeknis/ CaraMelaksanakanPekerjaan PemboranUnderbalanced,PT. WeatherfordIndonesia,Cirebon, 2001.24.___________,Underbalance Drilling,ACourseInAdvanced UnderbalancedDrillingVersion1.0, Blade Energy Partners, 2001.25.___________,WellFile, PertaminaDOHCirebon,Mundu, 2001.

Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaTabel-1 Densitas Lumpur Pemboran 14) Deskripsi Fraksi Cairan (%)Densitas(ppg)Gas - 0,01-0,1Mist 25 4,0-6,95Liquid 100 6,95-19,0Aplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran YogyakartaAplikasi Teknologi Underbalanced Drilling Kusno Kurniawan, Ariawan C.PPada Daerah Subnormal PressureTeknik Perminyakan UPN Veteran Yogyakarta