PROBLEM-PROBLEM PEMBORAN

Pemboran merupakan salah satu usaha untuk mendapatkan target tertentu.

Untuk mencapai reservoir pahat bor akan menembus berbagai batuan yang ada di atas

reservoir tersebut yang masing masing memiliki karakteristik yang berbeda. Suatu

pemboran dalam kenyataannya tidak selalu berjalan lancar, macam-macam hambatan

sering terjadi, yang biasanya disebut sebagai “Hole Problem”.

Masalah-masalah yang berhubungan dengan pemboran sumur minyak

sebagian besar disebabkan oleh karena gangguan terhadap tegangan tanah (earth

stress) di sekitar lubang bor yang disebabkan oleh pembuatan lubang itu sendiri dan

adanya interaksi antara lumpur pemboran dengan formasi yang ditembus. Tegangan

tanah bersama tekanan formasi berusaha untuk mengembalikan keseimbangan yang

telah ada sebelumnya dengan cara mendorong lapisan batuan kearah lubang bor.

Lubang bor dijaga agar tetap stabil dengan cara menyeimbangkan tegangan

tanah dan tekanan pori di satu sisi dengan tekanan lumpur pemborandi sekitar lubang

bor dan komposisi kimia lumpur bor pada sisi yang lain. Setiap kali keseimbangan ini

diganggu maka timbullah masalah-masalah di lubang bor. Masalah-masalah

pemboran dapat diklasifikasikan ke dalam tiga bagian, yaitu :

1. Pipa terjepit (pipe stuck)

2. Shale problem

3. Hilang lumpur (Lost circulation)

4.1. Pipa Terjepit (Pipe Stuck)

Definisi pipe terjepit adalah keadaan dimana bagian dari pipa bor atau setang

bor (drill collar) terjeppit di dalam lubang bor. Dalam kenyataannya operasi

pemboran tidak selalu berjalan dengan lancar, seringkali pipa terjepit. Penyebab

terjepitnya pipa bor pada sumur pemboran adalah adanya differential sticking maupun

mechanical sticking. Jika hal ini terjadi, maka gerakan pipa akan terhambat dan pada

gilirannya dapat mengganggu kelancaran operasi. Masalah pipa terjepit ini biasanya

diklasifikasikan sebagai berikut :

4.1.1. Differential Pipe Sticking

Jenis jepitan ini terjadi oleh karena beberapa faktor. Faktor-faktor yang

menyebabkan differential pipe sticking adalah :

1. Beda tekanan hidrostatik dari kolom lumpur melebihi tekanan dari formasi

yang permeable.

2. Luas kontak antara rangkaian pipa dasar lubang bor dengan dinding lubang

bor. Bertambahnya ukuran rangkaian pipa dasar akan meningkatkan luas

kontak. Meningkatnya ketebalan “Mud Cake” akan meningkatkan luas

kontak, jika luas kontak bertambah maka akan semakin memperkuat jepitan

karena beda tekanan ini juga bertambah.

Gambar 4.1, menunjukkan gambaran skematis mengenai Differential Pipe

Sticking. Dari Gambar 4.1, didapat persamaan untuk menghitung differential force,

yaitu :

DF = (H - P ) x kontak area x faktor gesekan ...................................(4-1)

Dimana :

DF = Differential Force

H = Tekanan hidrostatik lumpur pemboran

P = Tekanan formasi

Kontak area merupakan hasil perkalian antara ketebalan zona permeable

dengan ketebalan mud cake, atau seringkali dinyatakan sebagai :

Kontak Area = h x t................................................................................(4-2)

Faktor gesekan (friction Faktor) dinotasikan f, besarnya bervariasi dimana

salah satu faktor yang mempengaruhi adalah komposisi mud cake. Dengan

mensubstitusikan persamaan (4-2) kedalam persamaan (4-1) didapatkan :

DF = (H - P ) x (h x t) x f....................................................................(4-3)

Gambar 4.1.Differential Pipe Sticking 10)

Dalam satuan lapangan persamaan (4-3) menjadi :

DF = (H - P ) psi x h(ft x 12 in/ft) x t (in) x f

DF = 12 (H - P ) x h x t x f .................................................................(4-4)

Besarnya gaya differential sangat sensitif untuk berubah terutama pada nilai

kontak area dan faktor gesekan, yang keduanya merupakan fungsi waktu. Semakin

lama pipa dibiarkan berada dalam keadaan statis, tebal mud cake akan semakin

meningkat. Demikian halnya dengan faktor gesekan yang akan meningkat dengan

semakin banyaknya air yang ditepiskan dari mud cake.

Gambar 4.2.Perkembangan Differential Sticking Menurut Waktu

a) kondisi awal; b) setelah beberapa jam 10)

Gaya differential ini juga sangat sensitif untuk berubah daam hal besarnya

perbedaan tekanan (H - P ). Dalam operasi pemboran yang normal diusahakan

terdapat overbalance pressure antara 100 sampai dengan 200 psi (6.8 – 13.6 bar).

Kenaikan overbalance pressure yang tinggi dapat ditimbulkan oleh hal-hal sebagai

berikut :

a. Kenaikan tiba-tiba dari berat lumpur pemboran yang akan meningkatkan

tekanan hidrostatik lumpur dan pada akhirnya akan meningkatkan besarnya

overbalance pressure.

b. Pemboran yang melalui reservoir yang terdepresi dan adanya regresi tekanan.

Regresi tekanan terjadi pada operasi pemboran pada saat gradien tekanan

formasi menurun sementara gradien tekanan lumpur pemboran tetap untuk menahan

tekanan formasi pada formasi batuan yang ada di atasnya. Gambar 4.2 menunjukkan

gambaran tentang keadaan yang mungkin terjadi pada saat awal terjadinya

differential sticking dan beberapa jam sesudahnya.

4.1.2. Mechanical Pipe Sticking (Jepitan Mekanis)

Pipa dapat terjepit secara mekanis apabila :

1. Keratan bor atau formasi yang mengalami sloughing menyumbat annulus di

sekitar rangkaian bor.

2. Rangkaian bor diturunkan terlalu cepat sehingga menghantam bridge atau tight

spot atau dasar sumur.

3. Ditarik masuk ke dalam lubang kunci (key seat).

4.1.3. Key Seat

Di dalam lubang yang mempunyai dog leg (perubahan sudut kemiringan

lubang secara mendadak dan berada pada formasi yang lunak), tool joint drill pipe

membuat lubang tambahan yang merupakan perluasan dari lubang utama yang dibuat

oleh bit, sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.3. Selama operasi pemboran

berlangsung berat pada pahat yang diberikan melalui pipa bor mempunyai gaya

tegang (tension), untuk mendapatkan kondisi rangkaian pipa bor menjadi tetap lurus

atau vertikal. Selama pemboran, drill pipe selalu dijaga berada dalam keadaan tension

(tertarik) dan pada saat memasuki daerah dog leg, berusaha untuk menjadi lurus,

sehingga menimbulkan gaya lateral seperti ditunjukkan pada gambar 4.3. Gaya lateral

ini mengakibatkan sambungan drill pipe (tool joint) menggerus formasi yang berada

pada busur dog leg, dan menimulkan lubang baru sebagai akibat diputarnya rangkaian

pemboran. Lubang ini disebut “Key Seat”.

4.1.4. Tindakan Pencegahan

Pendekatan pencegahan terhadap problem differential pipe sticking adalah

dengan :

Mengurangi perbedaan antara tekanan hidrostatik lumpur dengan tekanan

formasi. Perbedaan tekanan dapat diminimalisasi dengan mempertahankan

densitas lumpur serendah mungkin dengan tetap memperhatikan faktor

keamanan sumur.

Mengurangi daerah kontak dan ketebalan mud cake, yaitu dengan

menggunakan oil base mud yang menghasilkan ketebalan mud cake yang

tipis.

Mengurangi rangkaian pipa bor dalam keadaan statis

Mengurangi faktor gesekan, dengan menambahkan oil wetting agent yang

dapat membentuk lapisan film untuk menghindari efek friksi.

Pada key seat dan mechanical pipe sticking pencegahan dapat dilakukan dengan cara

melakukan pemboran lurus, menghindari pembelokan (perubahan sudut) mendadak

dan ekstrim melampaui kemampuan rangkaian pipa. Pemilihan bit yang sesuai dan

mereaming tight spot dapat mencegah trjadinya pipa terjepit.

Gambar 4.3.Perkembangan Key Seat 10)

4.2. Shale Problem

Shale (serpih) adalah batuan sedimen yang terbentuk oleh deposisi dan

kompaksi sedimen untuk waktu yang lama. Serpih ini komposisi utamanya adalah

lempung (clay), lanau (silt), air dan sejumlah kecil quart dan feldspar. Berdasarkan

kandungan airnya, serpih dapat berupa batuan yang kompak atau batuan yang lunak

dan tidak kompak, yang biasa disebut serpih lempung atau serpih lumpur. Serpih ini

juga dapat berada dalam bentuk metamorphic seperti slate, phylite dan mica schist.

Pemboran menembus lapisan shale memiliki pemasalahan tersendiri. Menjaga

agar shale tetap stabil, tidak runtuh atau longsor merupakan suatu masalah. Tidak ada

suatu cara yang pasti yang dapat diterapkan untuk semua keadaan. Untuk mengurangi

masalah ini biasanya pemboran dilakukan dengan memakai drilling practice serta

mud practice yang baik. Karena reruntuhan atau longsorannya shale ini, maka akibat

seterusnya yang dapat timbul antara lain :

- Lubang bor membesar.

- Pipa bor terjepit.

- Bridges dan fill up.

- Kebutuhan lumpur bertambah.

- Penyemenan yang kurang sempurna.

- Kesulitan dalam melaksanakan logging.

4.2.1. Jenis-Jenis Shale

Shale biasanya merupakan hasil endapan marine basin, terutama dari lumpur,

silts, dan clays. Dalam bentuknya yang lunak, biasanya disebut clay, bila makin

dalam, maka karena tekanan dan temperatur yang tinggi endapan ini akan mengalami

perubahan bentuk (consolidation), dan disebut sebagai shale. Karena perubahan

bentuk proses metamorfosis disebut slate, phylite, atau mica schist. Bila shale banyak

mengandung pasir disebut arenaceous shale, sedang yang banyak mengandung

organic material disebut carbonaceous shale. Adapun jenis-jenis shale adalah sebagai

berikut :

1. Pressure Shale

Shale merupakan batuan endapan, yang biasanya terdapat pada daerah yang

luas. Karena proses geologi, terjadi penekanan batuan tersebut oleh lapisan-lapisan

yang mengendap berikutnya (overburden presure). Pada proses compaction atau

pemadatan ini, maka cairan-cairan yang berada di dalam batuan tersebut tertekan

keluar dan masuk ke dalam batuan yang porous dan permeable, biasanya pasir.

Akibatnya cairan terperangkap dan tertekan di dalam pasir dan tekanan dapat

mencapai tekanan yang relatif tinggi, bahkan dapat menyamai tekanan overburden itu

sendiri.

Selanjutnya pada lapisan itu dibor, bisa terjadi tekanan lumpur lebih kecil

daripada tekanan formasi. Perbedaan tekanan ini dapat mengakibatkan runtuhnya

dinding lubang bor pada waktu pemboran sedang berlangsung.

2. Mud Making Shale

Jenis lain adalah shale yang sangat sensitif terhadap air atau lumpur. Jenis ini

menghisap air (hidrasi), yang terutama adalah bentonotic shale. Cara menghadapi

shale jenis ini adalah pemboran dengan memakai cairan pemboran yang tidak

berpengaruh atau tidak bereaksi dengan shale. Jenis-jenis lumpur yang dipakai antara

lain : lime mud, gyp mud, calcium chloride mud, salt mud dan yang banyak dipakai

saat ini lignosufonate mud serta oil mud.

3. Stressed Shale

Shale jenis ini tidak banyak bereaksi atau berhidrasi dengan air, tetapi mudah

runtuh. Problem ini akan semakin besar bila lapisan miring dan ditambah lagi bila

menjadi basah oleh air atau lumpur.

4.2.2. Sebab-Sebab Shale Problem

Penyebab masalah shale ini dapat dikelompokkan dari segi lumpur maupun

dari segi drilling practice atau mekanis. Beberapa penyebab dari kelompok mekanis

antara lain :

- Erosi, karena kecepatan lumpur di annulus yang terlalu tinggi.

- Gesekan pipa bor terhadap dinding lubang bor.

- Adanya penekanan (pressure surge) atau penyedotan (swabbing) pada waktu

cabut dan masuk pahat (tripping).

- Adanya tekanan dari dalam formasi.

- Adanya air filtrasi atau lumpur yang masuk ke dalam formasi.

Secara umum dapat dikatakan bahwa pembesaran lubang bor dan masalah

shale berkaitan dengan dua masalah pokok, ialah tekanan formasi dan kepekaan

terhadap lumpur atau air filtrasi.

Lapisan shale tufa mempunyai sifat sangat komplek dam mudah runtuh jika

keseimbangan (konsentrasinya) terganggu oleh air tapisan lumpur bor yang masuk ke

dalam lapisan shale tersebut, sehingga hal ini menyebabkan yield strengthnya (gaya

tarik menarik) menjadi berkurang.

Kecenderungan lapisan shale untuk runtuh tergantung pada beberapa faktor,

antara lain :

- Kadar clay dalam lapisan shale cukup tinggi (clay mudah mengembang bila

kena air tapisan).

- Kemiringan lapisan shale, semakin besar kemiringan maka kecenderungan

untuk runtuh semakin besar.

- Tekanan kompaksi shale, dimana tekanan kompaksi shale lebih besar

daripada tekanan hidrostatik lumpur pemboran.

- Pola aliran turbulen di annulus dapat membantu mengerosi lapisan shale.

Reaksi clay pada cairan terutama tergantung dari jenis clay, ion-ion yang ada

dan keadaan fisisk yang bersangkutan. Karena clay merupakan material yang reaktif,

maka ion-ion yang ditambahkan pada reaksi kimia clay dan air sangat berpengaruh

terhadap sifat reaktifnya. Ion yang berubah dapat berupa ion positif maupun negatif.

Dalam hal ini dispertion clay karena thinner, adalah tambahan anion pada permukaan

clay (partikel clay). Misal Na dan Ca , kedua ion ini saling tukar tempat dan

penukarannya tergantung dari jenis kation yang ada dan konsentrasi kation yang ada

dan konsentrasi relatif kationnya. Misalnya kation-kation akan menggantikan tempat

satu dengan yang lainnya dalam konsentrasi yang sama sebagai berikut :

Al Ba > Mg > Ca > H > K > Na

Yang berarti bahwa Ca lebih mudah mengambil tempat Na daripada

sebaliknya. Penukaran ion-ion tergantung dari pH, temperatur dan kapasitas

materialnya. Dalam hal ini monmorollinite, makin cepat penukarannya. Tetapi makin

tinggi pH-nya, kelarutan Ca mengecil, maka demikian pula penukarannya

diperlambat, dalam hal ini :

Ca + NaOH Ca (OH)2 + Na + OH

Gambar 4.4.Struktur mineral clay 10)

Terlihat bahwa penambahan NaOH menaikkan pH dan sebagian Ca akan

mengendap karenanya.

Muatan listrik pada permukaan clay sangat penting. Suatu sistem dispersi

adalah dimana permukaan-permukaan clay menjadi muatan-muatan negatif yang

dominan, sehingga masing-masing partikel saling tolak-menolak. Sebaliknya pada

flukolasi, gaya tolak-menolak ini dinetralisir dan clay akan menggumpal dan

menjebak air bebas di dalamnya sebagai tambahan dari mengikat air sehingga sistem

kekurangan air dan viscositasnya naik, demikian pula gel strengthnya. Tendensi

dari mineral clay untuk terbentuk kembali jika gaya tolak-menolak telah dinetralkan

merupakan sifat clay dan terutama terjadi karena pecahnya valensi pengikat, atau

muatan-muatan permukaan yang terbentuk karena grinding (penghancuran) dan

sirkulasi. Gaya-gaya ini dapat mengakibatkan flukolasi lumpur bila tidak dilawan.

Untuk menghilangkan material-material tertentu pada pengendapan, misalnya pada

pemboran melalui formasi gypsum atau anhydrite (CaSO4) akan terjadi kontaminasi

lumpur oleh ion calcium. Maka direncanakan pembuangan ion Ca dengan zat

kimia. Zat kimia ditambahkan sehingga bila berdisosiasi, ion negatif akan

berkombinasi dengan Ca untuk membentuk senyawa calcium yang tidak terlarut.

Maka Ca akan hilang dari larutan. Misalnya pada kontaminasi denganCaSO4 tadi,

umumnya ditambahkan soda abu (Na2CO3). Dengan mengabaikan reaksi lain

Na2CO3 + CaSO4 CaCO3 + Na2SO4

Tetapi karena Na2SO4 juga merupakan kontaminan yang akan tinggal dalam

larutan, maka bila formasi anhydrite yang dibor tebal, maka ion sulfat juga perlu

dihilangkan, dalam hal ini ditambahkan BaCO3.

BaCO3 + CaSO4 CaCO3 + BaSO4

Bila kontaminasi Ca dikarenakan oleh semen, maka senyawa utamanya adalah

Ca(OH)2, maka dipakai soda abu,

Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2 NaOH

4.2.3. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Shale Problem

Faktor-faktor yang mempengaruhi shale problem dapat dibagi menjadi tiga

bagian, yaitu :

1. Faktor Mekanis

Faktor-faktor mekanis yang mempengaruhi terjadinya shale problem sebagian

besar diakibatkan oleh pengaruh erosi yang disebabkan oleh aliran lumpur pemboran

di annulus. Erosi serpih secara langsung berhubungan dengan tingkat turbulensi di

annulus dan viscositas lumpur. Kebanyakan program hidrolika dirancang untuk

memungkinkan terjadinya aliran laminer di annulus. Pengaruh mekanis yang lain

adalah pecah atau rusaknya serpih ynag diakibatkan oleh gerakan rangkaian

pemboran dan caving yang diakibatkan oleh pergerakan horisontal lapisan serpih.

Pengaruh lebih lanjut adalah kenyataan bahwa operasi pemboran (pembuatan lubang)

mengganggu sistem tekanan (stress) di dalam tanah, yang lebih lanjut akan

mengakibatkan gerakan dinamis di dalam lapisan serpih. Gerakan ini akan

mengakibatkan pecah atau rusaknya lapisan serpih di sekitar sumur menjadi bagian-

bagian kecil yang akan jatuh ke dalam lubang.

2. Faktor Hidrasi

Sejumlah faktor berpengaruh di dalam hidrasi serpih. Untuk tujuan praktis,

gaya hidrasi serpih dan gaya hidrasi osmosis dapat ditandai dan ditentukan secara

kuantitatif. Gaya hidrasi serpih berhubungan dengan kompaksi pada lapisan serpih.

Hidrasi osmosis berhubungan dengan perbedaan salinitas antara lumpur pemboran

dan air formasi pada lapisan serpih. Selama sedimentasi, lapisan serpih terkompaksi

secara progresif oleh berat overburden. Gaya kompaksi ini akan mengeluarkan

sejumlah besar air yang terserap dan air dari dalam pori batuan serpih. Gaya

kompaksi ini sama dengan matrik stress (tekanan overburden – tekanan pori).

Pemboran lapisan serpih mengeluarkan gaya kompaksi pada sekitar lubang bor dan

sebagai hasilnya akan timbul gaya hidrasi serpih. Gaya hidrasi serpih besarnya kira-

kira sama dengan matrik stress.

Hidrasi osmosis terjadi bila salinitas air formasi serpih lebih besar daripada

salinitas lumpur pemboran. Pada lumpur pemboran berbahan dasar air, permukaan

serpih bertindak sebagai membran semi permiabel dimana hidrasi osmosis terjadi.

Pada lumpur berbahan dasar minyak, membran semi permiabelnya adalah oil film

(lapisan tipis minyak) dan lapisan emulsifier di sekitar water droplet. Karena hidrasi

osmosis tergantung kepada perbedaan salinitas antara air formasi lapisan serpih dan

lumpur pemboran, proses ini dapat menghasilkan gaya adsorpsi maupun desorpsi.

Gaya adsorpsi timbul jika salinitas air formasi pada lapisan serpih lebih besar

daripada salinitas lumpur pemboran demikian pula sebaliknya.

Adsorpsi air oleh serpih biasnya akan menghasilkan dispersi dan swelling.

Dispersi terjadi bila serpih terbagi-bagi menjadi partikel-partikel kecil dan masuk ke

dalam lumpur pemboran sebagai padatan (solid). Swelling terjadi sebagai akibat

peningkatan ukuran dari mineral silika yang menyusun struktur lempung dan jika

tekanan swelling yang timbul ini meningkatkan hop stress di sekitar lubang bor

menjadi lebih besar daripada yield strength serpih maka destabilisasi lubang bor

terjadi. Destabilisasi lubang ini bentuknya adalah caving atau sloughing shale.

3. Faktor-Faktor Selain mekanis Dan Hidrasi

Shale problem telah dihubungkan dengan berbaagai macam faktor yang

mempercepat runtuhnya serpih kedalam lubang bor. Lapisan serpih yang miring

terbukti lebih mempunyai kecenderungan untuk runtuh dibandingkan lapisan serpih

horisontal. Hal ini dikarenakan selama proses adsorpsi air, ekspansi serpih terjadi

pada arah yang tegak lurus terhadap bedding plane yang pada akhirnya akan

menghasilkan runtuhan serpih yang lebih besar jika bagian ini miring dengan sudut

yang tinggi.

Proses runtuhan pada brittle shale (serpih getas) yang tidak mengandung

lempung aktif dijelaskan dengan adanya penembusan antara bedding plane dan

microfissure dari serpih. Hal ini akan menghasilkan tekanan swelling yang tinggi

yang memecahkan gaya kohesi iantara rekahan di permukaan yang menyebabkan

serpih ini akan terjatuh. Pada serpih yang abnormal atau geopressure, kandungan air

batuan lebih tinggi dibandingkan dengan normal. Sebagai tambahan, plastisitas serpih

menjadi tidak normal (tinggi) sebanding dengan berat overburden. Oleh karena itu,

jika pemboran menembus lapisan serpih yang abnormal, serpih ini akan masuk

kedalam lubang sebagai akibat adanya perbedaan antara tekanan formasi dan tekanan

hidrostatis lumpur.

4.2.4. Tindakan Pencegahan

Tindakan pencegahan terhadap shale problem adalah dengan memakai lumpur

yang stabil pada kandungan shale formasi, yaitu dengan mengkombinasikan KCl

dengan polymer. Lumpur dasar ini adalah dengan menggunakan dasar air tawar

dimana digunakan additive KCl dan polymer. KCl akan melepas Na sehingga

kemampuan ikatan akan semakin kuat (afinitas terhadap air kecil) dengan demikian

air yang dapat menyebabkan swelling tidak banyak terserap.

4.3. Hilang Lumpur (Lost Circulation)

Hilang lumpur adalah peristiwa hilangnya lumpur pemboran masuk ke dalam

formasi. Hilang lumpur ini merupakan problem lama di dalam pemboran, yang

meskipun telah banyak penelitian, tetapi masih banyak terjadi dimana-mana, serta

kedalaman yang berbeda-beda. Hilang terjadi karena dua faktor, yakni : faktor

mekanis dan faktor formasi.

4.3.1. Sebab-Sebab Hilang Lumpur

4.3.1.1. Faktor Mekanis

Hilang lumpur terjadi jika tekanan hidrostatik naik hingga melebihi tekanan

rekah formasi, yang akan mengakibatkan adanya crack (rekahan) yang

memungkinkan lumpur mengalir ke dalamnya. Hilang lumpur ini terjadi jika besar

lubang pori lebih besar dari pada ukuran partikel lumpur pemboran. Pada prakteknya,

ukuran lubang pori yang dapat mengakibatkan terjadinya hilang lumpur berada pada

kisaran 0.1 – 1.00 mm. Pada lubang bagian permukaan, hilang lumpur atau hilang

sirkulasi dapat menyebabkan washout yang besar, yang dapat menyebabkan rig

pemboran yang digunakan menjadi ambles. Laju penembusan yang tinggi akan

menghasilkan keratan bor yang banyak dan bila tidak terangkat dengan cepat akan

dapat menyebabkan kenaikan densitas lumpur yang pada akhirnya akan menaikkan

tekanan hidrostatik. Kebanyakan perusahaan minyak membatasi laju penembusan di

lubang permukaan untuk mengurangi equivalent circulating density di annulus yang

pada akhirnya akan membatasi tekanan dinamis pada formasi yang ditembus. Oleh

karena itu diperlukan pengamatan sifat-sifat lumpur pemboran yang teliti untuk

mendeteksi adanya kenaikan densitas lumpur yang tiba-tiba.

Hilang lumpur juga terjadi sebagai akibat kenaikan tiba-tiba dari tekanan

hidrostatik lumpur yang disebabkan kenaikan berat lumpur yang mendadak atau

gerakan pipa. Penurunan pipa yang cepat akan menyebabkan fluida memberikan

tekanan tambahan (surging) pada annulus. Tekanan total sebagai akibat surge effect

dan tekanan hidrostatik lumpur dalam keadaan tertentu akan menjadi cukup tinggi

untuk merekahkan formasi yang belum dicasing. Pada lubang intermediate,

kebanyakan kasus hilang lumpur disebabkan karena memasuki zona deplesi dimana

tekanan reservoirnya lebih kecil daripada tekanan diatasnya, kenaikan yang tiba-tiba

dari tekanan hidrostatik lumpur sebagai akibat surging effect dapat merekahkan

ormasi yang lemah dan akan menyebabkan terjadinya hilang sirkulasi.

4.3.1.2. Faktor Formasi

Ditinjau dari segi formasinya, seperti ditunjukkan oleh Gambar 4.5, maka

hilang lumpur dapat disebabkan oleh :

- Coarseley permeable formation.

- Cavernous formation.

- Fissure, fracture, faults.

1. Coarseley Permeable Formation

Contoh dari jenis formasi ini adalah pasir dan gravel. Namun tidak semua

jenis formasi ini menyerap lumpur. Untuk dapat menyerap lumpur perlu keadaan,

antara lain tekanan hidrostatik lumpur harus lebih besar daripada tekanan formasi,

formasi harus permeabel, disamping ada pengertian bahwa lumpur mampu masuk ke

dalam formasi bila diameter lubang atau pori-pori sedikitnya tiga kali lebih besar

daripada diameter butiran atau partikel padat dari lumpur. Jadikalau lumpur sampai

dapat masuk ke dalam formasi, berarti lubang atau celah-celah cukup besar.

2. Cavernous Formation

Hilang lumpur ke dalam reef, grafel ataupun formasi yang mengandung

banyak gua-gua sudah dapat diduga sebelumnya. Gua-gua ini banyak terdapat pada

formasi batu kapur (limestone dan dolomite).

3. Fissure, Fracture, Faults

Ini merupakan celah-celah atau rekahan dalam formasi. Bila hilang lumpur

tidak terjadi pada formasi permeabel ataupun batuan kapur, biasanya ini terjasi karena

celah-celah atau retakan tersebut. Fracture ini dapat terjadi alamiah tetapi dapat juga

terjadi karena sebab-sebab mekanis (induced fracture). Hal ini dapat terjadi misalnya

karena penekanan (pressure surge) pada waktu masuk pahat, ataupun kenaikan

tekanan karena drilling practice yang tidak benar, misalnya tekanan pompa yang

terlalu tinggi, lumpur terlalu kental, gel strength terlalu besar. Dapat juga karena

perlakuan yang kurang sesuai, misalnya menjalankan pompa secara mengejut.

4.3.2. Penentuan Tempat Hilang Lumpur

Biasanya jika terjadi hilang lumpur selama dilakukan operasi pemboran, lost

circulation material (LCM) akakn disemprotkan sepanjang zona yang diduga menjadi

tempat hilang lumpur untuk mengatasinya.

Akan tetapi, pada kasus hilang lumpur yang parah, penentuan letak hilang

lumpur atau sering disebut “thief “ harus ditentukan agar cara mengatasinya lebih

efektif. Ada beberapa metode yang telah terbukti berhasil digunakan dalam hal ini

antara lain :

Gambar 4.5.Berbagai macam lost circulation 10)

4.3.2.1. Temperature Survey

Alat perekam suhu diturunkan ke dalam lubang dengan menggunakan

wireline untuk memberikan data suhu pada kedalaman tertentu. Pada kondisi normal,

kenaikan temperatur akan berbanding lurus dengan kenaikan kedalaman. Trend

(Gambar 4.6) direkam pada keadaan statis untuk mendapatkan base log (log dasar).

Sejumlah lumpur dingin kemudian dipompakan le dalalm lubang dan dilakukan

survey yang lain. Lumpur dingin ini akan menyebabkan peralatan survey merekam

temperatur yang lebih rendah daipada sebelumnya, sampai pada “thief” dimana

terjadi hilang lumpur. Di bawah “thief” level lumpurnya statis dan suhunya lebih

tinggi bila dibandingkan dengan “thief”. Dari keterangan di atas menunjukkan bahwa

lo suhu yang baru akan menunjukkan anomali sepanjang “thief’ dan letak zona ini

dapat ditentukan dari pembacaan kedalaman dimana terjadi perubahan garis pada

gradiennya.

Gambar 4.6.Prinsip Temperature Survey 10)

4.3.2.2. Radioactive Tracer Survey

Pertama kali gamma ray log dijalankan untuk mendapatkan radioactivitas

formasi normal dan bertindak sebagai dasar untuk perbandingan. Kemudian sejumlah

kecil bahan radioactive dimasukkan ke dalam lubang di sekitar daerah dimana

kemungkinan terdapat “thief”. Gamma ray log yang kedua kemudian dijalankan dan

dibandingkan dengan log dasar (gamma ray pertama). Titik (kedalaman) terjadinya

hilang lumpur ditunjukkan dengan penurunan radioactivitaslog kedua yang

disebabkan karena bahan radioactif yang kedua hilang (masuk) ke formasi.

4.3.2.3. Spinner Survey

kumparan yang dipasang pada ujung kabel diturunkan ke daam lubang untuk

menentukan kemungkinan letak zona hilang lumpur. Kumparan ini akan berputar

karena adanya gerakan vertikal lumpur yang kemungkinan terjadi karena di dekat

“thief”. Kecepatan rotor direkam dalam sebuah film sebagai rangkaian titik dan spasi.

Metode ini terbukti tidak efektif jika digunakan sejumlah besar LCM dalam lumpu.

4.3.3. Klasifikasi Zona Hilang Lumpur

Zona hilang lumpur dapat diklasifikasikan menjadi : seepage loss, partial

loss, dan complete loss.

4.3.3.1. Seepage Loss

Seepage loss adalah apabila hilang lumpur dalam jumlah relatif kecil, kurang

dari 15 bbl/jam (40 lpm) dapat terjadi pada setiap jenis formasi yang terdiri dari pasir

porous dan gravel, rekah alami (natural fracture) dan pada formasi yag terdapat

rekahan (batu gamping) serta induced fracture (rekahan bukan alami).

4.3.3.2. Partial Loss

Partial loss adalah hilang lumpur dalam jumlah yang relatif besar, lebih dari

15 bbl/jam atau sekitar 15 -500 bbl/jam (40 -1325 lpm). Dapat terjadi umumnya pada

jenis formasi yang terdiri dari pasir porous dan gravel, serta kadang-kadang terjadi

pada batuan yang menganung rekahan (natural fracture dan induced fracture).

4.3.3.3. Complete Loss

Complete loss adalah lumpur tidak keluar kembali dari lubang bor. Dapat

terjadi pada formasi batupasir gravel, rekah secara alami (natural fracture) dan pada

formasi yang banyak terjadi rekahan.

4.3.4. Tindakan Pencegahan

Pengamatan menunjukkan bahwa sekitar 50 % dari hilang lumpur terjadi

karena induced fracture. Dalam hal ini hilang lumpur dapat terjadi dimana-

mana.Dengan demikian pencegahan lebih murah daripada mengatasi hilang lumpur

bila sudah terjadi. Hal yang perlu diingat untuk pencegahan antara lain :

- Berat lumpur perlu dijaga agar tetap minimum, sekedar mampu mengimbangi

tekanan formasi. Serbuk bor yang ada di annulus juga mengakibatkan

penambahan berat lumpur. Jadi pembersihan lubang bor memegang peranan

penting.

- Gel strength juga dijaga agar tetap kecil. Gel strength yang besar memerlukan

tenaga yang besar pula untuk memecah gel tersebut, yang dapat

mengakibatkan pecahnya formasi. Disarankan agar meja putar digerakkan

dulu sebelum menjalankan pompa, dan menjalankan pompa jangan mengejut.

- Pada waktu masuk pahat, agar dihindari terjadinya “pressure surge” untuk

mencegah pecahnya formasi. Juga pada saat mencabut pahat agar dihindari

terjadinya swab.

- Agar dipakai lumpur yang baik, stabil. Hal ini dapat mengurangi pengaruh

negatif lumpur.

- Bila diperkirakan akan terjadi hilang lumpur, lumpur dapat ditambah dulu

dengan bahan penyumbat (LCM) yang lembut, misalnya 5 lbs/bbl walnut

shells, mica. Bahan penyumbat yang lembut ini dapat disirkulasikan dengan

lumpur dan dapat lewat mud screen.

- Pemakaian casing protector dapat menambah pressure loss di annulus, jadi

menambah tekanan pada dasar lubang bor (dynamic BHP). Jadi agar diperiksa

bahwa casing protector dalam keadaan baik.