Pembuatan Suspensi Semen
-
Upload
agitayunitaputri -
Category
Documents
-
view
301 -
download
25
Transcript of Pembuatan Suspensi Semen
![Page 1: Pembuatan Suspensi Semen](https://reader036.fdokumen.com/reader036/viewer/2022082316/577ccf241a28ab9e788efd4c/html5/thumbnails/1.jpg)
BAB II
PEMBUATAN SUSPENSI SEMEN DAN CETAKAN SAMPEL
2.1. TUJUAN PERCOBAAN
1. Memahami cara pembuatan suspensi semen.
2. Membuat cetakan dari suspensi semen dan mengeringkan dalam water bath.
3. Membuat cetakan sampel semen guna keperluan pengukuran Compressive
Strength, Shear Bond Stress, dll.
2.2 DASAR TEORI
Pembuatan suspensi semen dimulai dengan persiapan peralatan dan material
semen, baik berupa semen Portland, air dan additive. Adapun fungsi - fungsi dari semen
dalam operasi pemboran minyak dan gas adalah sebagai berikut :
1. Meletakkan casing pada dinding lubang sumur.
2. Melindungi casing dari masalah – masalah mekanis sewaktu operasi pemboran
seperti getaran.
3. Melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosi.
4. Memisahkan zona yang satu terhadap zona yang lain di belakang casing.
Semen Portland merupakan semen yang banyak digunakan dalam industri
perminyakan karena semen ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras bila
bertemu atau bercampur dengan air. Semen Portland memiliki 4 komponen mineral
utama, yaitu :
1. TRICALCIUM SILICATE
Tricalcium silicate (3CaO.SiO2) dinotasikan sebagai C3S yang dihasilkan dari
kombinasi CaO dan SiO2. Komponen ini merupakan yang terbanyak dalam
semen Portland, sekitar 40-45 % untuk semen yang lambat proses
pengerasannya dan sekitar 60-65 % untuk semen yang cepat proses
pengerasannya (High Early Strength Cement). Komponen C3S pada semen
memberikan strength yang terbesar pada awal pengerasan.
![Page 2: Pembuatan Suspensi Semen](https://reader036.fdokumen.com/reader036/viewer/2022082316/577ccf241a28ab9e788efd4c/html5/thumbnails/2.jpg)
2. DICALCIUM SILICATE
Dicalcium silicate (2CaO.SiO2) dinotasikan sebagai C2S yang juga dihasilkan
dari kombinasi CaO dan SiO2. Komponen ini sangat penting dalam memberikan
final strength semen. Karena C2S ini menghidrasinya lambat maka tidak
berpengaruh dalam setting time semen, akan tetapi sangat menentukan dalam
kekuatan semen lanjut. Kadar C2S dalam semen tidak lebih dari 20 %.
3. TRICALCIUM ALUMINATE
Tricalcium aluminate (3CaO.Al2O3) dinotasikan sebagai C3A yang terbentuk
dari reaksi antara CaO dengan Al2O3. Walaupun kadarnya lebih kecil dari silikat
(sekitar 15 % untuk high early strength cement dan sekitar 3 % untuk semen
yang tahan terhadap sulfat), namun berpengaruh pada rheologi suspensi semen
dan membantu proses pengerasan awal pada semen.
4. TETRACALCIUM ALUMINOFERRITE
Tetracalcium aluminoferrite (4CaO.Al2O3.Fe2O3) dinotasikan sebagai C4AF yang
terbentuk dari raksi CaO, Al2O3, dan Fe2O3. Komponen ini hanya sedikit
pengaruhnya pada strength semen. API menjelaskan bahwa kadar C4AF
ditambah dengan dua kali kadar C3A tidak boleh lebih dari 24 % untuk semen
yang tahan terhadap kandungan sulfat yang tinggi. Penambahan oksida besi
yang berlebihan akan menaikkan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A, dan
berfungsi menurunkan panas hasil reaksi / hidrasi C3S dan C2S.
Semen Portland terbuat dari bahan-bahan mentah tertentu, pemilihan bahan-bahan
mentah tersebut sangat berpengaruh terhadap komposisi bubuk semen yang diinginkan.
Ada dua macam bahan mentah yang dibutuhkan dalam menghasilkan semen Portland,
yaitu :
Material Calcareous
Material ini berisi kalsium karbonat dan kalsium oksida yang terdiri dari
limestone dan batuan semen. Limestone adalah batuan yang terbentuk dari
sebagian besar zat-zat organik sisa (seperti kerang laut atau koral) yang
terakumulasi. Limestone ini merupakan komponen dasar dari kalsium karbonat.
![Page 3: Pembuatan Suspensi Semen](https://reader036.fdokumen.com/reader036/viewer/2022082316/577ccf241a28ab9e788efd4c/html5/thumbnails/3.jpg)
Sedangkan batu semen adalah batuan yang komposisinya serupa dengan semen
batuan.
Material Argillaceous
Material ini berisi clay atau mineral clay.
o Clay adalah bahan yang bersifat plastis bila basah dan keras bila
dipanaskan. Terdiri dari sebagian besar alumunium silikat dan mineral
lainnya.
o Shale adalah batuan fosil yang terbentuk dari gabungan clay, lumpur,
dan silt (endapan lumpur).
Tabel 2.1. Tipe Komposisi dan Kehalusan Semen API
API ClassASTM
Type
Typical Potential Phase Composition (%) Typical
Fineness
C3S Β – C2S C3A C4AF
A I 45 27 11 8 1600
B II 44 31 5 13 1600
C III 53 19 11 9 2200
D 28 49 4 12 1500
E 38 43 4 9 1500
G (II) 50 30 5 12 1800
H (II) 50 30 5 12 1600
2.3. ALAT DAN BAHAN
Bahan :
o Semen Portland (kelas G)
o Air
o Additive (Barite)
Alat :
o Mixer
o Timbangan
o Cetakan Sampel
![Page 4: Pembuatan Suspensi Semen](https://reader036.fdokumen.com/reader036/viewer/2022082316/577ccf241a28ab9e788efd4c/html5/thumbnails/4.jpg)
o Gelas Ukur
2.4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Menimbang bubuk semen sebanyak 350 gr.
2. Mengukur air dengan WCR ( Water Cement Ratio ) yang diinginkan, harga
WCR tersebut tidak boleh melebihi batas air maksimum atau kurang dari
batas air minimum. Kadar air maksimum adalah air yang dicampurkan ke
dalam semen tanpa menyebabkan terjadinya pemisahan lebih dari 3,5 ml,
dalam 250 ml suspensi semen jika didiamkam selama 2 jam pada temperatur
kamar. Sedangkan kadar air minimum adalah jumlah air yang dicampurkan
ke dalam semen untuk memperoleh konsistensi maksimum sebesar 30 uc.
3. Jika ingin menggunakan additive, prosedur yang digunakan sebagai berikut :
o Jika additive berupa padatan, menimbang berdasarkan % berat yang
dibutuhkan.
o Jika additive berupa cairan, % penambahan dilakukan dengan
mengukur volume additive berbanding dengan volume air yang
digunakan.
4. Mencampur bubuk semen dengan additive padatan pada kondisi kering,
kemudian memasukkan air kedalam mixing container dan menjalankan
mixer pada kecepatan rendah 4000 RPM dan memasukkan campuran semen
dan additive padatan kedalamnya tidak lebih dari 15 detik, kemudian
menutup mixing container dan melanjutkan pengadukan pada kecepatan
tinggi 12000 RPM selama 35 detik.
Untuk kebutuhan pengujian dapat menggunakan tiga buah bentuk cetakan sampel
sebagai berikut :
Cetakan Pertama
Berupa kubik berukuran 22 in, yang diperlukan untuk pengukuran
Compressive Strength standard API.
Cetakan Kedua
Berupa silinder casing berukuran tinggi 2 in, dan diameter dalamnya 1 in.
Cetakan sampel ini diperlukan untuk pengukuran Shear Bond Strength
antara casing dan semen, serta pengukuran permeabilitas dengan casing.
![Page 5: Pembuatan Suspensi Semen](https://reader036.fdokumen.com/reader036/viewer/2022082316/577ccf241a28ab9e788efd4c/html5/thumbnails/5.jpg)
Cetakan Ketiga
Berupa core silinder berukuran tinggi 1-1/2 in dan diameter luarnya 1 in.
Sampel ini digunakan untuk pengukuran permeabilitas semen dengan casing
dan pengukuran compressive strength.
Dalam praktikum yang dilakukan, kita hanya menggunakan bentuk cetakan
sample yang kedua.
2.5. HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
Diket :
WCR : 44 %
Semen : 350 gr
Massa air yang digunakan : 44 % x 350 gr = 154 gr
Volume air :
2.6. PEMBAHASAN
Penambahan bahan additive ke dalam suspensi semen memiliki maksud dan
tujuan, dalam hal ini Barite ditambahkan ke dalam bubuk semen bertujuan sebagai
bahan pemberat (Weighting Agent).penambahan Barite harus disertai pula dengan
penambahan air untuk membasahi permukaan partikel Barite yang besar. Dengan
spesifik gravity 4.23 maka Barite dapat menaikkan densitas suspensi semen sampai
sekitar 19 ppg.
Perencanaan semen dalam operasi pemboran adalah hal yang sangat
menunjang dalam keberhasilan operasi pemboran. Mengingat begitu kompleks dan
pentingnya dari fungsi semen dalam operasi pemboran ini, maka diharapkan
perencanaan semen dapat seakurat mungkin sehingga tidak menyimpang jauh dari
situasi yang dihadapi pada operasi pemboran.
![Page 6: Pembuatan Suspensi Semen](https://reader036.fdokumen.com/reader036/viewer/2022082316/577ccf241a28ab9e788efd4c/html5/thumbnails/6.jpg)
2.7. KESIMPULAN
1. Dari percobaan didapat data :
oVolume air yang digunakan untuk membuat suspensi semen dengan
komposisi semen Portland kelas G dengan WCR 44 % yaitu 154 ml.
2. Barite merupakan bahan additif yang umum digunakan sebagai bahan
pemberat, sehingga dengan adanya penambahan bahan ini ke dalam bubuk
semen akan menaikkan densitas suspensi semen.
3. Densitas suspensi semen yang rendah, sering digunakan dalam operasi
Primary Cementing dan Remedial Cementing, guna menghindari terjadinya
fracture pada formasi yang lemah.
4. Densitas suspensi semen yang tinggi, sering digunakan pada sumur yang
memiliki tekanan formasi yang tinggi sehingga semen tersebut memiliki
kekuatan dalam menahan tekanan formasi yang tinggi tersebut.