ACARA II

(Percobaan IV - Uji Thickening Time, Percobaan V - Pengujian Free Water,

Percobaan VI - Pengujian Filtration Loss)

1. Dasar Percobaan

1.1. Thickening time

Thickening time, dikenal secara umum sebagai waktu suspensi semen dari

keadaan bubur hingga mengeras. Dalam dunia teknik material, keadaan ini dicapai

bila suspensi semen mencapai angka konsistensi 100 Bc (API - unit of consistency).

Meskipun API menetapkan 100 Bc sebagai batas thickening time, namun biasanya,

70 Bc adalah kekentalan maksimum yang masih dapat dipompa. Faktor yang

berpengaruh pada thickening time adalah komposisi semen dan suhu. Dalam proses

penyemenan biasanya untuk mencari amannya digunakan waktu penyemenan 50%

dari thickening time. Alat yang digunakan dalam uji thickening time adalah

Atmospheric Consisitometer (digunakan untuk kondisi tekanan atmosfer dan

temperatur 220 oF) dan HPHT-high pressure high temperature Consistometer

(umumnya digunakan pada tekanan 2500 psi dan BHCT 500 oF).

1.2. Free water

Dalam suspensi semen, free water adalah air bebas yang terpisah darinya.

Harga free water yang besar (melebihi batas air maksimum) akan mengakibatkan

timbulnya pori-pori pada semen. Berakibat permeabelitas besar.

Pengujian free water tidak selalu dilakukan, kecuali jika ada kondisi :

1) Perbandingan air-semen tinggi (>50%) dan tida digunakan extender.

2) Extender dalam jumlah kecil disarankan.

3) Konsentrasi dispersant yang tinggi digunakan (termasuk retarder

lignosulfonate).

4) Pengajuan additive diharapkan incompatibel.

Alat yang digunakan untuk uji ini sangatlah sederhana, yaitu gelas ukur.

1.3. Filtration loss

Filtration loss adalah hilangnya cairan dari suspensi semen ke formasi pada

waktu operasi penyemenan sedang berlangsung. Ketika cairan terdorong keluar dari

suspensi semen (akibat tekanan yang tinggi), densitas suspensi semen akan naik dan

merubah karakteristik suspensi semen. Jika cairan yang hilang terlalu banyak, maka

semen akan menjadi sangat kental dan sukar dipompa (kejadian ini disebut flash

set). Formasi dapat rekah akibat filtration loss, karena tekanan hidrostatik dari semen

menjadi lebih besar dari tekanan formasi (akibat perubahan densitas).

Pengujian filtration loss dengan menggunakan alat filter press, pada kondisi

temperatur sirkulasi dan tekanan 1000 psi. Pada penyemenan pertama, filtration loss

yang diijinkan pada pengukuran lama 30 menit dan saringan ukuran 325 mesh adalah

150-250 cc. Sedangkan pada penyemenan sequeze, pada kondisi yang sama,

filtration loss yang diijinkan adalah 55-65 cc.

2. Prosedur Pengujian

2.1. Uji thickening time (HPHT Consistometer)

1) Lapisi seluruh bagian daari slurry cup dengan water proof grease, kemudian

isikan suspensi semen.

2) Pasang mekanisme potensiometer kedalam silinder dengan menggantung

plug kedalam secara vertikal di atas silinder.

3) Pressure chamber diisi dengan minyak hidrolik, dengan cara memberikan

tekanan udara pada bagian atas wadah minyak dan mendorong minyak

kedalam silinder (perbandingan tekanan hidrolik dengan udara 100:1).

4) Bila pengujian selesai, keluarkan slurry cup dari peralatan secepatnya.

5) Matikan pemanas, pompa, tutup valve suplai udara, membuka valve keluar

secara beruntun.

6) Thermocouple dikeluarkan dari bagian silinder dan kemudian membuka

kepala silinder.

7) Mengeluarkan mekanisme potensiometer.

8) Mengeluarkan slurry cup.

2.2. Uji free water

1) Isi tabung ukur dengan suspensi semen sebanyak 250 ml.

2) Diamkan selama 120 menit hingga terjadi air bebas pada bagian atas

tabung, catat harga air bebas yang terbentuk.

3) Air bebas yang terbentuk tidak boleh lebih dari 3,5 ml.

2.3. Uji filtration loss

1) Filter press disiapkan dan segera pasang filter paper secepat mungkin dan

letakkan gelas ukur dibawah silinder untuk menampung cairan filtrat.

2) Tuangkan suspensi semen kedalam silinder dan tutup rapat. Kemudian

alirkan udara atau N2 dengan tekanan 1000 psi.

3) Catat volume filtrat sebagai fungsi waktu (gunakan stop watch), interval

pengamatan 2 menit pada 10 menit pertama, kemudian setiap 5 menit

untuk 20 menit selanjutnya. Catat volume pada menit ke 25.

4) Harga filtration loss diketahui dari volume filtrat yang ditampung dalam

gelas ukur selama 30 menit masa pengujian. Bila waktu pengujian tidak

sampaai 30 menit, besarnya filtration loss diketahui dengan rumus :

F30 = Ft (5,677/t)

dimana :

F30 = filtrat pada 30 menit, ml.

Ft = filtrat pada t menit, ml.

t = waktu pengukuran

5) Hentikan penekanan udara atau gas N2, buang tekanan udara dalam

silinder dan sisa suspensi semen yang di dalam sililnder tuangkan kembali

ke dalam breaker.

3. Data Hasil Pengujian

Komposisi I II III IV V

WCR 0,44 0,44 0,44 0,44 0,44

WSR 0,44 0,45 0,463 0,473 0,495

Semen G 800 800 800 800 800

NaCl 0 20 40 60 100

air 352 360 370 378 396

I II III IV V

Free Water 5 ml 4 ml 3,5 ml 2,5 ml 2 ml

Thickening Time - - - - -

Filtrat Loss 46 ml 121 ml 137,5 ml 136 ml 138,7 ml

4. Pembahasan

Pada percobaan thickening time, tidak didapatkan data yang diperlukan karena

ada kerusakan pada material semen. Namun pada keadaan kerusakan material semen

diabaikan, thickening time akan diketahui pada saat jarum penunjuk pada angka 100

Bc.

Free water tes dilakukan dengan menggunakan gelas ukur dan didiamkan 120

menit pada udara terbuka. Uji ini dilakukan jika kandungan cairan dalam susupensi

semen cukup banyak. Akan terbentuk lapisan pemisah antara cairan dan semen. Pada

pengujian, terlihat penambahan NaCl (sodium klorida) berakibat kandungan air pada

suspensi semen makin berkurang. Dari sini dapat dikatakan bahwa penambahan

sodium klorida berakibat kekentalan suspensi semen bertambah.

Pada pengujian filtration loss, didapatkan hasil, seirang dengan pertambahan

kandungan sodium klorida maka kehilangan filtrat yang terjadi makin besar. Dari

data tersebut terlihat jelas bahwa suspensi semen yang terbentuk adalah suspensi

semen yang tidak baik mutunya (tidak memenuhi batas yang diijinkan). Pada

primary cementing, filtration loss yang diijinkan sekitar 150 -250 cc yang diukur

selama 30 menit dengan menggunakan saringan berukuran 325 mesh dan pada

tekanan 1000 psi. sedangkan pada squeeze cementing, filtration loss diijinkan sekitar

55 - 65 cc selama 30 menit.

5. Kesimpulan

Dari plot grafik didapat :

Penambahan NaCl akan memperbesar harga filtration loss, mula-mula naik tajam

lalu naik perlahan.

Penambahan NaCl memperkecil free water sehingga kekentalan dan porositas

suspensi semen bertambah.

6. Daftar Pustaka

1) DOWELL SCHLUMBERGER : Cementing Thecnology, London, 1984.

2) NEAL J. ADAMS : Drilling Engineering (A Complete Well Planning

Approach), PennWell Publishing Co., Tulsa, Oklahoma,1985.

3) THOMAS O. ALLEN and ALAN P. ROBERTS : Production Operations

(volume 1 - Well Completions, Workover and Stimulation), Oil and Gas

Consultants International, Inc., Tulsa, Oklahoma, 1982

4) .Petunjuk Praktikum Analisa Semen, Laboratorium Analisa Semen, Jurusan

Teknik Perminyakan, Universitas Pembangunan Nasional Veteran Nasional,

Yogyakarta, 1997.