Teknik Pemboran

5/27/2018 Teknik Pemboran

1/138

i

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

ANALISA SEMEN PEMBORAN

DISUSUN OLEH :

Nama : Mohamad Harist Sampurna

NIM : 1101119

Kelompok : IX / TP REG B 2011

JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK & GAS BUMI

BALIKPAPAN

2013


2/138

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN RESMI


Diajukan untuk memenuh i persyaratan praktikum Anali sa Semen Pemboran

Tahun Akademik 2012 / 2013

Program Studi Teknik Perminyakan

Sekolah Tinggi Tekonologi M inyak Dan Gas Bumi Bali kpapan

Disusun Oleh,

Nama : Mohamad Harist. S

NIM : 1101119

Kelompok : IX (sembilan)

Dengan hasil penilaian :

Balikpapan, Desember 2013

Disetujui Oleh :

Dosen Mata Kuliah Asisten Praktikum

(Ir. Yudi Ariyono) (Wisnu Ganda Subrata)


3/138

iii

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM


NAMA : Mohamad Harist SAmpurna

NIM : 1101119

JURUSAN : TEKNIK PERMINYAKAN

KELOMPOK : IX (sembilan)

No. Tanggal Keterangan Paraf

1 27 Desember

2013

Pembahasan paper : perhitungan cementdesign, macam-macam cementing, macam-

macam additiveyang digunakan, peralatan

pada cement design, dan proses

penyemenan.

Presentasi paper. Tanya jawab paper. Diskusi.

2 28 Desember

2013

Pembahasan tugas :Primarydansecondary cementing.

Langkah-langkah cementing.

Penyemenan rangkaian casingserta

penggunaan casingpada sumur.

3. 30 Desember

2013

Gambar peralatan permukaan dan di bawahpermukaan.

Resumedari petrobrain. Glossaryatau istilah-istilah penyemenan. Asistensi laporan :

Bahasa asing di italic.

Halaman awal bab diletakkan di tengah


4/138

iv

bawah, lainnya di letakkan di kanan atas.

Jenis bulletsdisamakan dari awal.Tab awal paragaraf harus sama.

Rumus diberi kotak yang sama.

Sub bab baru di masukkan ke dalam.

Hasil di bolduntuk di pembahasan.

Enter sekali untuk sub bab baru.

Samakan menggunakan spasi dalam kurung.

Grafik diperbaiki.

Tabel di warnai.

Warna grafik konsisten.

Perhatikan tanda baca dan huruf kapital.

Jangan ada kata yang terputus.

Pembahan umum berupa paragraf.

4. 04 Januari 2014 Cek Laporan FINAL REPORT


5/138

v

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur tercurah atas segala nikmat yang telah dilimpahkan

oleh pemlik ilmu yang maha luas Allah SWT kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan laporan praktikum Analisa Semen Pemboran, sebagai persyaratan

untuk memenuhi kurikulum Tahun Akademik 2013 / 2014 dalam menyelesaikan

Mata Kuliah Teknik Pemboran II di Jurusan S1 Teknik Perminyakan, STT Migas

Balikpapan.

Penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah

berperan dan membantu penulis dalam penyelesaian laporan ini, terutama kepada:

1. Bapak Drs. EC Sugiono, MM. selaku Ketua STT Migas Balikpapan2. Bapak Ir. Yudi Aryono selaku dosen mata kuliah Teknik Pemboran II atas

bimbingan dan bantuannya.

3. Asisten Praktikum Analisa Semen Pemboran kelompok Wisnu GandaSubrata yang telah meluangkan banyak waktunya dan memberikan banyak

masukkan/kritik yang membangun.

4. Ibu Nurliani selaku Orang tua dan keluarga yang selalu mendukung danmemberikan semangat.

5. M. Harist Sampurna yang selalu ada dan mendukung disetiap saat.6. Rekan-rekan angkatan Teknik Perminyakan yang memberikan referensi

laporan.

7. Rekan-rekan kelompok 2 Praktikum Analisa Semen Pemboran ataskerjasamanya.

Penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan didalam laporan

ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua rekan-rekan yang membacanya.

Balikpapan, Desember 2013

Penyusun


6/138

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM ......................................................... iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiii

DAFTAR GRAFIK ......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN.................................................................... 1

BAB II PEMBUATAN SUSPENSI SEMEN DAN CETAKANSAMPEL .................................................................................. 12

2.1. Tujuan Percobaan .......................................................... 12

2.2. Teori dasar ..................................................................... 12

2.2.1. Kelas Semen ...................................................... 16

2.2.2. Proses Pembuatan Semen .................................. 18

2.3. Peralatan dan Bahan ...................................................... 20

2.3.1. Peralatan ............................................................ 20

2.3.2. Bahan ................................................................. 23

2.4. Prosedur Percobaan ....................................................... 24

2.4.1. Prosedur Pembuatan Sampel ............................. 24

2.4.2. Prosedur Cetakan Sampel ................................. 25

2.4.3. Pengkondisian Suspensi Semen ........................ 25

2.5. Pembahasan ................................................................... 26

2.6. Kesimpulan ................................................................... 26


7/138

vii

BAB III PENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN ................... 28


3.2. Teori Dasar .................................................................... 28


3.3.1. Peralatan ............................................................ 30

3.3.2. Bahan ................................................................. 31


3.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan .................................. 33

3.5.1. Hasil Percobaan ................................................. 33

3.5.2. Perhitungan ....................................................... 34

3.6. Pembahasan ................................................................... 36

3.7. Kesimpulan ................................................................... 43

BAB IV PENGUJIAN RHEOLOGI SUSPENSI SEMEN ................. 44


4.2. Teori Dasar .................................................................... 44


4.3.1. Peralatan ............................................................ 46

4.3.2. Bahan ................................................................. 48


4.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan .................................. 50

4.5.1. Data ................................................................... 50

4.5.2. Perhitungan ....................................................... 51

4.6. Pembahasan ................................................................... 52

4.7. Kesimpulan ................................................................... 55


8/138

viii

BAB V PENGUJIAN THICKENING TIME .................................... 57


5.2. Teori Dasar .................................................................... 57


5.3.1. Peralatan ............................................................ 59

5.3.2. Bahan ................................................................. 60


5.5. Data dan Perhitungan ..................................................... 62

5.6. Pembahasan ................................................................... 62

5.7. Kesimpulan ................................................................... 64

BAB VI PENGUJIAN FREE WATER ................................................ 65


6.2. Teori Dasar .................................................................... 65


6.3.1. Peralatan ............................................................ 67

6.3.2. Bahan ................................................................. 68



6.6. Pembahasan ................................................................... 69

6.7. Kesimpulan ................................................................... 71

BAB VII PENGUJIAN FILTRATION LOSS ...................................... 72


7.2. Teori Dasar .................................................................... 72


7.3.1. Peralatan ............................................................ 74

7.3.2. Bahan ................................................................. 75



7.5.1. Data ................................................................... 77


9/138

ix

7.5.2. Perhitungan ....................................................... 78

7.6. Pembahasan ................................................................... 79

7.7. Kesimpulan ................................................................... 83

BAB VIII PENGUJIAN COMPRESSIVE STRENGTH ...................... 84

8.1. Tujuan Percobaan ......................................................... 84

8.2. Teori Dasar ................................................................... 84


8.3.1. Peralatan ............................................................ 86

8.3.2. Bahan ................................................................. 87



8.5.1. Data ................................................................... 90

8.5.2. Perhitungan ....................................................... 91

8.6. Pembahasan ................................................................... 92

8.7. Kesimpulan ................................................................... 94

BAB IX PENGUJIAN SHEAR BOND STRENGTH ......................... 95


9.2. Teori Dasar .................................................................... 95


9.3.1. Peralatan ............................................................ 97

9.3.2. Bahan ................................................................. 99


9.5. Data dan Perhtiungan .................................................... 102

9.5.1 Data ................................................................... 102

9.5.2. Perhitungan ....................................................... 103

9.6. Pembahasan ................................................................... 104

9.7. Kesimpulan ................................................................... 106


10/138

x

BAB X PENGUJIAN LUAS PERMUKAAN BUBUK SEMEN ...... 107


10.2. Teori Dasar .................................................................... 107


10.3.1. Peralatan ............................................................ 108

10.3.2. Bahan ................................................................. 109


10.5. Data dan Perhitungan .................................................... 110

10.5.1 Data ................................................................... 110

10.5.2 Perhitungan ....................................................... 110

10.6. Pembahasan ................................................................... 112

10.7. Kesimpulan ................................................................... 115

BAB XI PEMBAHASAN UMUM ........................................................ 116

BAB XII KESIMPULAN UMUM ......................................................... 120

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


11/138

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Cementing ................................................................................. 11

Gambar 2.1. Dry Process ............................................................................... 18

Gambar 2.2. Wet Process ............................................................................... 19

Gambar 2.3. Mixer ........................................................................................ 20

Gambar 2.4. Timbangan ................................................................................. 21

Gambar 2.5. Cetakan Sampel Silinder ........................................................... 21Gambar 2.6. Cetakan Sampel Kubus ............................................................. 21

Gambar 2.7. Gelas Ukur ................................................................................ 22

Gambar 2.8. Mud Balance ............................................................................. 22

Gambar 2.9. Water Bash ................................................................................ 22

Gambar 2.10. Semen ........................................................................................ 23

Gambar 2.11. Bentonite ................................................................................... 23

Gambar 2.12. Barite ........................................................................................ 23

Gambar 3.1. Mud Balance ............................................................................. 30

Gambar 3.2. Timbangan digital ..................................................................... 30

Gambar 3.3. Mixer ........................................................................................ 31


Gambar 3.5. Barite ........................................................................................ 31

Gambar 4.1. Fann VG Meter ......................................................................... 47

Gambar 4.2. Rotor ........................................................................................ 47

Gambar 4.3. Mixer ........................................................................................ 47

Gambar 4.4. Stopwatch .................................................................................. 48


Gambar 4.6. Barite ........................................................................................ 49

Gambar 4.7. Semen ........................................................................................ 49

Gambar 5.1. Atmospheric Consistometer ...................................................... 59

Gambar 5.2. HPHT Consistometer ................................................................ 59



12/138

xii

Gambar 5.4. NaCl ........................................................................................ 60

Gambar 5.5. Bubuk Semen ............................................................................ 61

Gambar 6.1. Mixer ........................................................................................ 67



Gambar 6.4. Barite ........................................................................................ 68


Gambar 7.1. Mixer ........................................................................................ 74



Gambar 7.4. Semen ........................................................................................ 75

Gambar 7.5. Kerosene .................................................................................... 76


Gambar 8.1. Hydraulic Pump ........................................................................ 86

Gambar 8.2. Bearing Block Machine Hydraulic Mortar ............................... 86

Gambar 8.3. Monometer ................................................................................. 87

Gambar 8.4. NaCl ........................................................................................ 87


Gambar 9.1. Hydraulic Pump ........................................................................ 97

Gambar 9.2. Bearing Block Machine Hydraulic pump ................................. 98

Gambar 9.3. Monometer ................................................................................ 98

Gambar 9.4. Holder Silinder Penyangga ....................................................... 98

Gambar 9.5. Semen ........................................................................................ 99


Gambar 9.7. NaCl ........................................................................................ 100

Gambar 10.1. Blaine Permeameter .................................................................. 108

Gambar 10.2. Semen ........................................................................................ 109


13/138

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Hasil Pengujian Densitas Suspensi Semen ............................... 34

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rheology Suspensi Semen .............................. 50

Tabel 5.1. Hasil Pengujian Thickening Time ............................................. 62

Tabel 6.1. Kandungan Air Mineral dalam Suspensi Semen

yang Direkomendasikan oleh API ............................................ 66

Tabel 6.2. Tabel Hasil Pengujian Free Water Selama 2 Jam ..................... 69

Tabel 7.1. Hasil Pengujian Filtration Loss Selama 30 Menit ..................... 78

Tabel 8.1. Perbandingan t / D terhadap koefisien faktor ............................ 89

Tabel 8.2. Hasil Pengujian Compressive Strength ..................................... 90

Tabel 9.1. Perbandingan t/d Terhadap Koefisien Faktor ........................... 96

Tabel 9.2. Hasil Pengujian Shear Bond Strength ....................................... 102

Tabel 10.1. Tabel Nilai Viskositas ............................................................... 110

Tabel 10.2. Tabel Nilai Porositas ................................................................. 110


14/138

xiv

DAFTAR GRAFIK

Grafik 3.1. Grafik Hubungan antara

Penambahan Additive Barite dan SG Semen (gr/cc) ................ 36


Penambahan Additive Bentonite dan SG Semen (gr/cc) ......... 37


Penambahan Additive dan SG Semen (gr/cc) .......................... 38Grafik 3.4. Grafik Hubungan antara

Penambahan Additive dan SG Semen (ppg) ............................ 40


Penambahan Additive dan SG Semen (lb/ft) ............................ 41


Penambahan Additive dan SG Semen (kg/ltr) ......................... 42

Grafik 4.1. Grafik Hubungan Penambahan Additive

dengan Plastic Viscosity .......................................................... 53


dengan Yield Point .................................................................... 54

Grafik 4.3. Grafik Hubungan Plastic Viscosity

dengan Yield Point .................................................................... 55


dengan Thickening Time ........................................................... 55


dengan Free Water .................................................................... 70

Grafik 7.1. Grafik Penambahan Additive dengan

Filtration Loss Percobaan .......................................................... 80

Grafik 7.2. Grafik Penambahan Additive dengan

Filtration Loss Perhitungan ....................................................... 81

Grafik 7.3. Grafik Penambahan Bentonite dengan

Filtration Loss ........................................................................... 82


15/138

xv

Grafik 7.4. Grafik Penambahan Kerosine dengan

Filtration Loss ........................................................................... 82


dan Compressive Strength ......................................................... 93


terhadap Shear Bond Strength ................................................... 105

Grafik 10.1. Grafik Hubungan Viskositas dengan Temperatur ..................... 113

Grafik 10.2. Grafik Hubungan Porositas dengan Temperatur ....................... 114

Grafik 10.3. Grafik Hubungan Densitas Semen dengan

Luas Permukaan Butir Semen .................................................... 115


16/138

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

TUGAS KARYA TULIS ILMIAH (PAPER) CEMENT DESIGN

ACARA II PENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN

ACARA III PENGUJIAN RHEOLOGI SUSPENSI SEMEN

ACARA IV PENGUJIAN THICKENING TIME

ACARA V PENGUJIAN FREE WATER

ACARA VI PENGUJIAN FILTRATION LOSS

ACARA VII PENGUJIAN COMPRESSIVE STRENGTH

ACARA VIII PENGUJIAN SHEAR BOND STRENGTH

ACARA IX PENGUJIAN LUAS PERMUKAAN BUBUK SEMEN


17/138

1

BAB I

PENDAHULUAN

Salah satu pekerjaan utama dalam pemboran sumur adalah pekerjaan casing

dan cementing.Casingadalah pipa besi yang dipasang dalam sumur well oil atau

gas pada saat drilling (pemboran). Fungsi casing adalah untuk mencegah

terjadinya kebocoran dan keruntuhan dinding sumur drilling. Pada saat well

(sumur) telah berproduksi, casing dapat juga berfungsi sebagai alat menaikkan

(extract) oil atau gas. Penyemenan (cementing) adalah suatu kegiatan pengisian

sejumlah suspensi (padatan + fluida cair) semen ke dalam casing, kemudian

melalui sela atau gap pada bagian casing shoemengalir naik ke annulus antara

casing dan dinding formasi.

Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas kondisi sumur adalah sejauh

mana kualitas semen yang digunakan. Untuk itulah perlu dilakukan studi

laboratorium untuk mengetahui komposisi dan sifat fisik semen. Diharapkan

dengan kualitas semen yang baik konstruksi sumur dapat dipertahankan lebih dari

20 tahun.

Standar minimum yang harus dimiliki dari perencanaan sifat-sifat semen

didasarkan pada Brookhaven national laboratorydan API Sprc 10specification

for material and testing for well cementing.

Secara garis besar percobaan laboratorium analisa semen pemboran dapat

dibagi dalam beberapa kelompok kecil, yaitu :

Pembuatan suspensi semen dan cetakan sampel Uji rheologi suspensi semen Uji sifat-sifat suspensi semen Uji sifat-sifat fisik batuan


18/138

2

Uji sifat-sifat fisik batuan semen pemboran sedikit berbeda dengan uji yang

lainnya, karena sifat semen yang terjadi merupakan fungsi waktu. Dengan

demikian sifat-sifat tersebut akan berbeda tergantung dari waktu

pengkondisiannya baik terhadap temperatur ataupun waktunya.

Penyemenan atau cementing adalah suatu proses pendorongan bubur semen

ke dalam lubang sumur melalui casing menuju annulus casing-formasi dan

dibiarkan untuk beberapa saat hingga mengering dan mengeras sehingga dapat

melekatkan casing dengan formasi. Bubur semen yang mengeras akan melindungi

casing dari fluida formasi yang bersifat korosi dan untuk memisahkan zona yang

satu dengan zona yang lain dibelakang casing.

Pada umumnya operasi penyemenan bertujuan untuk :

Melekatkan casing pada dinding lubang sumur. Melindungi casing dari masalah-masalah mekanis sewaktu operasi

pemboran (seperti getaran).

Melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosi.

Memisahkan zona yang satu terhadap zona lainnya dibelakang casing.

Menurut alasan dan tujuan melakukan proses penyemenan dapat dibagi

menjadi dua yaitu:

1) Primary cementing(penyemanan utama)Adalah penyemenan yang pertama kali dilakukan setelah casing diturunkan

kedalam sumur.

2) Secondaryatau remedial(penyemenan kedua atau penyemanan perbaikan)Penyemenan ulang untuk menyempurnakan primary cementing atau

memperbaiki penyemanan yang rusak.

Fungsi penyemanan ditinjau dari primary cementing dan secondary

cementingantara lain :

1) Fungsiprimary cementingadalah sebagai berikut : Melekatkan casing dengan formasi.


19/138

3

Melindungi casing dari korosi. Mencegah hubungan formasiformasi dbelakang casing. Melindungi casing dari tekanan formasi. Menutup zonazona atau formasiformasi yang membahayakan operasi

pemboran selanjutnya.

Padaprimary cementing, penyemanan casing pada dinding lubang sumur

dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen, yaitu:

Penyemanan conductor casing bertujuan untuk mencegah terjadinyakontaminasi fluida pemboran (lumpur pemboran) dengan formasi.

Penyemanan surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agartidak tercemar dari fluida pemboran, memperkuat kedudukan surface

casing sebagai tempat dipasangnya alat BOP (blow out preventer). Untuk

menahan beban casing yang terdapat dibawahnya dan untuk mencegah

aliran fluida formasi yang akan melaluisurfacecasing.

Penyemanan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekananformasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lostcirculation.

Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinyaaliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi yang tidak diinginkan,

yang akan memasuk sumur selain itu juga dapat untuk mengisolasi zona

produktif yang akan diproduksi fluida formasi dan juga dapat mencegah

terjadinya korosi pada casing yang disebabkan materialmaterial korosif.

2) Fungsisecondarycementingadalah sabagai berikut : Memperbaikiprimarycementingyang tidak baik atau tidak sempurna. Memperbaiki casing yang bocor. Menutup lubang perforasi yang salah. Menutup lubang terbuka yang tidak dinginkan. Sebagai landasan bagi peralatan pembelokan lubang.


20/138

4

Setelah operasi khusus semen dilakukan, seperti cement bond logging(CBL) dan variable density logging (VDL), kemudian didapati kurang

sempurnanya atau adanya kerusakan pada primary cementing maka akan

dilakukansecondarycementing, hal ini juga dapat dilakukan bila pengeboran

gagal mendapatkan minyak dan menutup lagi zona produktif yang

diperforasi. Secondary cementing dapat dibagi menjadi tiga bagian antara

lain:

a.SqueezecementingSqueeze cementingbertujuan :

Mengurangi wateroil ratio, watergas ratio, ataugasoil ratio. Menutup formasi yang sudah tidak lagi produktif. Menutup zona lost circulation. Memperbaiki kebocoran yang terjadi casing. Memperbaikiprimary cementingyang kurang memuaskan.

Operasi squeeze dilakukan selama operasi pemboran berlangsung,

komplesi atau pada saat workover.

b.Re-cementingRe-cementing dilakukan untuk menyampurkan primary cementing

yang gagal dan untuk memperluas perlindungan casingdi atas topsemen.

c.Plug-back cementingPlug-back cementingdilakukan untuk :

Menutup atau meninggalkan sumur. Melakukan directional drilling sebagai landasan whipstock, yang

dikarkan adanya perbedaan compressive strength antara semen dan

formasi maka akan mengakibatkan bitberubah arahnya.


21/138

5

Menutup zona air di bawah zona minyak agar wateroil ratioberkurang pada open hole completion.

Macam- macm teknik penyemenan

1.Perki ns SystemPerkins system sering juga disebut dengan penyemenan sistem plug atau

penyemenan sistem sumbat, karena di dalam penyemenan ini menggunakan

plug. Terdapat dua plug, yaitu bottom plug dan top plug. Bottom plug

memisahkan lumpur yang ada dalam casing dengan bubur semen sedangkan

topplugmemisahkan bubur semen dengan lumpur pendorong.

Peralatan yang digunakan pada penyemenansystem perkinsadalah sebagai

berikut:

a. Peralatan yang terletak di bawah permukaan adalah antara lain : Casing Shoe

Casing shoe terletak di ujung rangkaian casing. Fungsi dari casing

shoe adalah untuk menuntun casing diwaktu penurunannya agar tidak

tersangkut. Casing shoeyang berfungsi hanya sebagai penuntun casing

diwaktu penurunannya disebut guide shoe. Casing yang diperlengkapi

dengan klap penahan tekanan balik disebut denganfloat shoe.

Shoe TrackShoe track adalah satu atau dua batang casing yang ditempatkan

diatas casing shoe. Shoe trackberfungsi untuk menampung bubur semen

yang terkontaminasi oleh lumpur pendorong. Kalau bubur semen yang

terkontaminasi oleh lumpur pendorong masuk ke annulus maka ikatan

semen di annulus tidak baik.


22/138

6

Casing CollarSabungan pendek yang dipasang diantara shoe track. Alat ini

berfungsi untuk menahan cementing plugsetelah cementing.

ScratcherScratcher bertugas untuk mengikis mud cake. Bila mud cake tidak

terkikis maka ikatan semen dengan dinding lubang tidak baik, ini akan

membentuk channelingpada semen. Stracher terdiri dari 2 macam, yaitu:

a.Rotating scratcheryang berfungsi untuk mengikis mud cake denganjalan memutar casing.

b.Reciprocating scratcher yang berfungsi untuk mengikis mud cakedengan jalan menaikturunkan rangkaian casing.

CentralizerCentralizer berfungsi membuat casing berada di tengah-tengah

lubang, kalau casing tidak berada ditengahtengah lubang bor, maka

semen tidak rata tebalnya di sekeliling casing malahan ada annulus

casing yang tidak tersemen, kalau hal ini terjadi maka casing tidak akan

ada yang menahan dari serangan cairan korosif. Sehingga casing akan

cepat bocor atau terbentuk channelingdalam semen.

b. Peralatan yang terletak di atas permukaan adalah antara lain : Cementing head

Cementing head adalah peralatan penyemenan yang dipasang

diujung casing teratas. Cementing head yang modern sekarang adalah

plug container dimana didalam plug container bisa dipasang langsung

bottom plug dan top plug, masing masing plug akan ditahan oleh pin

penahan.

Selain dari itu cementing head jenis dilengkapi dengan 3 buah

saluran yaitu :

1. Saluran Lumpur, saluran ini untuk sirkulasi lumpur untukmembersikkan lubang bor


23/138

7

2. Saluran bubur semen, saluran ini dipakai diwaktu memompakan bubursemen kedalam casing.

3. Saluran lumpur pendorong, saluran ini digunakan mendorong sampaitop plug berimpit dengan bottom plug di casing collar.

Cementing line Cementing pump

Pompa semen bertugas mengisap bubur semen yang telah dibuat dan

memompakan bubur semen ke cementing head melalui cementing line.

Slurry pan Hopper dan mixer

Hopper adalah corong untuk memasukan bubuk semen dan additive, air

disalurankan dengan tekanan tiinggi dari bagian belakang mixer. Air

dengan bubuk semen dan additivediaduk hingga rata oleh mixer.

Tangki air

Proses pembuatan bubur semen dan memompakannya ke bawah

permukaan adalah seperti berikut. Bubuk semen dimasukan kedalam

hopper, air dialirkan dengan tekanan tinggi ke mixer. Mixer akan

mencampur bubuk semen dengan air atau additivemembentuk bubur semen

(slurry), slurry terdorong keslurry pan. Pompa semen akan mengisap bubur

semen dan memompakannya ke cementing headmelalui cementing line,.

Plug yang terdapat pada plug container mempunyai 3 saluran yaitu :

1. saluran untuk sirkulasi Lumpur.2. saluran bubur semen.3. saluran lumpur pendorong.


24/138

8

2.Poorboys SystemMetode poorboys system ini disebut juga dengan penyemenan sistem

tubing atau tubing system. Dikatakan tubing system sering digunakan untuk

penyemenan casing berukuran 16 inch ke atas. Alasan dari penggunaan sistem

poorboys adalah:

a. WaktuWaktu yang diperlukan untuk melakukan penyemenan dengan system

poorboys lebih singkat dibanding bila menyemen dengan sistem perkins.

Hubungan diameter casing besar waktu untuk pendorongan akan lebihpanjang.

b. Peralatan yang tersedia.Bila casing besar, top plug yang mempunyai ukuran yang besar tidak

ada dipasaran. Kalau di pesan pada pabrik tentu harus segera khusus,

sehingga harganya mahal, dan bila ditinjau dari segi biaya tidak ekonomis.

c. Bubur semenBila menggunakan system perkins, tentu untuk casing yang besar akan

mempunyai shoetrack yang mempunyai volume yang besar pula. Di dalam

shoetrack nantinya setelah selesai penyemenan teris oleh semen, yang

banyak sekali, dan semen yang tertinggal di dalam shoetrack akan terbuang

saja. Tentu ini merupakan kerugian dari bubuk semen, sehingga system

perkins juga tidak ekonomis untuk menyemen casing yang berdiameter

besar.

d. Lumpur pendorongLumpur pendorong yang digunakan tentu akan banyak sekali bla

menggunakan penyemenan dengan system sumbat, volume Lumpur

pendorong mulai dari permukaan sampai ke casing collar adalah sangat

besar volumenya untuk casing yang besar diameternya.

e. Pompa Lumpur pendorong.Pompa Lumpur pendorong mungkin takkan sanggup mendorong

Lumpur pemboran yang besar volumenya.


25/138

9

Proses kerjanya adalah sebagai berikut. Casing yang akan disemendisambung ujungnya dengan duplex float shoe. Shoe ini berfungsi

menuntun casing agar tidak tersangkutdalam penurunannya. Karna

mempunyai float system, shoe dapat menahan tekanan balik bubur semen

dari annulus. Selain itu duplex float shoe dilengkapi juga stinger socket.

Pada bagian luar casing dilengkapi dengan centralizer dan scratcher, yang

bertugas agar casing tetap berada ditengah lubang dan membersikan mud

cake. di annulus drill pipe dengan casing juga dipasang sebuah centralizer

agar pemasangan stinger dengan stinger socket bisa tepat, tubing dan drill

pipe digunakan sebagai saluran bubur semen dan Lumpur pendorong.

3. Penyemenan BertingkatPenyemenan bertingkat lebih populer disebut dengan stage cementing,

penyemenan ini dilakukan secara bertingkat atau secara bertahap. Tingkat

pertama dilakukan untuk menyemen casing bagian bawah sepanjang kolamsemen tertentu, kemudian dilanjutkan lagi untuk menyemen lagi casing yang

lebih atas. Penyemenan dengan cara ini bisa dlakukan untuk menyemen

seluruh annulus casing dari dari dasar lubang atau tidak seluruhnya. Mungkin

beberapa ribu feat dari dasr lubang. dan ada beberapa ribu atau ratus featpula

dari permukaan, hal ini tergantung kepada tujuan penyemenan itu dan kondisi

dari formasi yang akan disemen. Alasan alasan dilakukannya penyemenan

bertingkat sebagai berikut :

a. Tekanan rekah formasiBila formasi didasar lubang mempunyai tekanan rekahan yang kecil

tinggi kolam semen tidak dapat terlalu besar, sebab dasar lubang tidak

sanggup menahan tekanan yang besar kita tahu bahwa berat jenis bubur

semen adalah cukup besar dan akan menyebabkan tekanan yang lebih besar,

yang akan menghancurkan formasi dari tekanan tersebut. Ha ini berlaku

pula pada sumur dalam.


26/138

10

b. Menghemat pemakaian semen.Bagian dari lubang bar tidak perlu seluruhnya disemen, bila formasi

lubang cukup keras dan kompak, tidak perlu disemen. Jadi dengan tidak

seluruhnya disemen maka akan menghemat semen.

c. Formasi lostFormasi yang sangat lemah yang mana merupakan yaqng tidak tahan

terhadap tekanan, tidak perlu disemen bila formasi tersebut tidak

menibulkan bahaya yang lain cukup disemen bagian atas dan bawahnya

saja.

Teknik penyemenan bertingkat ada beberapa cara, yaitu:

Regular two stage cementing. Continuous tripping two stage cementing. Continuous two stage cementing.

Tidak terdapat banyak perbedaan antara ketiga cara diatas, karena secara

teknis proses kerja dari ketiga cara diatas pada dasarnya sama. Berikut dibawah

ini gambar 1.1 proses penyemenan (cementing).


27/138

11

Gambar 1.1. Cementing


28/138

12

BAB II

PEMBUATAN SUSPENSI SEMEN DAN CETAKAN SAMPEL

2.1. Tujuan Percobaan1. Mengetahui cara pembuatan suspensi semen.2. Membuat cetakan dari suspensi semen.3. Mengetahui peralatan yang digunakan dalam pembuatan suspensi semen.

2.2. Teori DasarPada umumnya penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada

dinding lubang sumur, melindungi casing dari masalahmasalah mekanis

sewaktu operasi pemboran (seperti getaran). Melindung casing dari fluida

formasi yang bersifat korosif, dan untuk memisahkan zonazona yang satu

terhadap zona yang lain dibelakang casing.

Densitas suspensi semen yang rendah sering digunakan dalam operasiprimary cementing, guna untuk menghindari terjadinya fracture pada

formasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan dengan

hal-hal berikut :

Menambahkan clay atau zatzat kimia silikat jenis extender Menambahakan bahanbahan yang dapat memperbesar volume

suspensi semen,seperti pozzolan

Sedangkan densitas suspensi semen sangat tinggi digunakan bilatekanan formasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat

ditambahkan pasir atau material material pemberat ke dalam suspensi

semen,seperti barite dan bentonite.

Pengukuran densitas di laboratorium berdasarkan dari data berat

volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan di

lapangan dengan menggunakan alat Pressurized mud balance.


29/138

13

Densitas suspensi semen didefenisikan sebagai perbandingan antara

jumlah berat bubuk semen, air pencampur dan addditif terhadap jumlah

volume bubuk semen, air pencampur dan additif.

Dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

Dbs = Densitas suspensi semen

Gbk = Berat bubuk semen

Gw = Berat air

Ga = Berat additif

Vbk = Volume bubuk semen,gallon

Vw = Volume air,gallon

Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis suspensi semen didalam lubang sumur. Bila formasi tidak

sanggup menahan tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan

formasi pecah, sehingga terjadi lost circulation.

Semen yang biasa digunakan dalam industri perminyakan adalah

semen Portland, dikembangkan oleh Joseph Aspdintahun 1842. Disebut

Portland karena mula-mula bahannya didapat dari pulau Portland Inggris.

Semen Portland ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras bila

bertemu atau bercampur dengan air.

= + + + +


30/138

14

Semen portland mempunyai 4 komponen mineral utama, yaitu:

1. Triclacium silicate (3CaO.SiO2atau C

3S)

Triclacium silicate dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2.

Komponen ini merupakan yang terbanyak dalam semenportland, 4045

% untuk semen yang lambat proses pengerasannya dan sekitar 6065 %

untuk semen yang cepat proses pengerasannya (high-early strength

cement). Komponen C3S pada semen memberikan strength yang terbesar

pada awal maupun akhir pengerasan, terutama awal pengerasan.

2.Dicalcium silicate (2CaO.SiO2atau C3S)Dicalcium silicate 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 (3CaO.Al2O3atau C3A)Tricalcium aluminate terbentuk dari reaksi antara CaO dan Al2O3.

Walaupun kadarnya lebih kecil dari komponen silikat, sekitar 15 % untuk

high-early strength cement dan sekitar 3 % untuk semen yang tahan

terhadap sulfat karena hasil hidrasi C3A mudah diserang sulfat, namun

berpengaruh terhadap rheologi suspensi semen dan membantu proses

pengerasan awal pada semen tapi tidak menyumbang kekuatan akhir

semen.

4. Tetra calcium aluminoferite (4CaO.Al2O3.Fe2O3atau C4AF)Tetra calcium aluminoferite terbentuk dari reaksi CaO, Al2O3 dan

Fe2O3. Komponen ini hanya sedikit pengaruhnya terhadap strength

semen. API menjelaskan bahwa bila kadar C4AF ditambah dengan dua

kali kadar C3A tidak boleh lebih dari 24 % untuk semen yang tahan

terhadap kandungan sulfat tinggi. Penambahan oksida besi yang

berlebihan akan menaikkan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A, dan

berfungsi menurunkan panas hasil reaksi/hidrasi C3S dan C2S.


31/138

15

Selain ke-4 dasar komponen yang ditemukan dalam klinker, semen

portland dalam bentuk akhirnya dapat mengandunggypsu78;m, alkali sulfat,

magnesium, lime bebas dan zat penambah lainnya. Pada konsentrasi normal,

material-material ini tidak begitu mempengaruhi sifat set semen, tapi

mempengaruhi laju hidrasi, ketahan terhadap serangan sulfat dan sifat bubur

semen.

Struktur butiran klinker bervariasi mengikuti material mentahnya,

ukuran butirannya dan pemanggangannya dan pendinginannya. Variabel-

variabel tadi mempengaruhi proses kristalisasi, berbagai hasil akhir dan

porositas dari butiran klinker itu sendiri. Secara umum, C3S (alite), sebagai

komponen mayoritas mengkristal sebagai partikel butiran. C2S (balite)

mengkristal kecil-kecil, lebih bundar yang mana tersebar di sekitar butiran

C3S. C4AF membentuk fasa kontinu di antara struktur butiran klinker.

Distrubusi permukaan dari komposisi yang berbeda penting dalam

menentukan sifat semen. Kelas semen tertentu dengan spesifikasi yang sama

dapat mempunyai kekuatan yang berbeda. Ini biasanya disebabkan

perbedaan proses kristalisasi.

Selain komponen dasar, ada juga komponen tambahan dalam

pembuatan semen pemboran. Komponen tambahan semen merupakan

macam-macam additive yang digunakan dalam operasi penyemenan untuk

memperoleh sifat khusus atau kinerja yang dibutuhkan. Additive yang

umum digunakan untuk bahan campuran pada suspensi semen/slurry antara

lain :

1.Retarder, digunakan untuk memperpanjang thickening time.2.Accelerator, digunakan untuk memperpendek thickening time.3. Weighting Agent, digunakan untuk menambah densitas suspensi semen.4.Ekstender, digunakan untuk mengurangi densitas suspensi semen.5.Dispersant, digunakan untuk menurunkan viskositas suspensi semen.6.Fluid Loss Control Agent, digunakan untuk mengurangi filtrat (air

bebas).


32/138

16

7.Lost Circulation Control Agent, digunakan untuk mengurangi kehilangansuspensi semen ke formasi.

8. Special Additive, digunakan untuk keperluan khusus dalammenanggulangi kasus tertentu.

2.2.1. Kelas SemenAPI telah melakukan pengklasifikasian semen kedalam

beberapa kelas guna mempermudah pemilihan dan penggolongan

semen yang akan digunakan. Pengklasifikasian ini didasrkan atas

kondisi sumur dan sifat-sifat semen yang disesuaikan dengan kondisi

sumur tersebut. Kondisi sumur tersebut meliputi kedalaman sumur,

temperatur, tekanan dan kandungan yang terdapat pada fluida

formasi (seperti sulfat dan sebagainya). Pengklasifikasian kelas

semen dengan standar API adalah sebagai berikut:

Kelas ASemen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (permukaan)

sampai 6000 ft. Semen ini terdapat dalam tipe biasa (ordinary

type) saja.

Kelas BSemen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft dan

tersedia dalam jenis yang tahan terhadap kandungan sulfat

menengah dan tinggi (moderate sulfate resistantdan high sulfat

resistant).

Kelas CSemen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft dan

mempunyai sifat high-early strength(proses pengerasan cepat).

Semen ini tersedia dalam jenis moderate dan high sulfat

resistant.

Kelas DSemen kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6000 ft sampai

12000 ft dan untuk kondisi sumur yang memiliki tekanan dan


33/138

17

temperatur tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis moderate

dan high sulfat resistant.

Kelas ESemen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 6000 ft sampai


temperatur tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis moderate

dan high sulfat resistant.

Kelas FSemen kelas F digunakan untuk kedalaman dari 10000 ft sampai


temperatur tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis high

sulfat resistant.

Kelas GSemen kelas G digunakan untuk kedalaman 0 sampai 8000 ft

dan merupakan semen dasar. Bila ditambahkan retarder, semen

ini dapat dipakai untuk sumur yang dalam dan rangetemperatur

yang cukup besar. Semen ini tersedia dalam jenis moderatedan

high sulfat resistant.

Kelas HSemen kelas H digunakan dari kedalaman 0 sampai 8000 ft dan

merupakan semen dasar pula. Dengan penambahan accelerator

dan retarder, semen ini dapat digunakan pada range temperatur

dan kedalaman yang besar. Semen ini hanya tersedia dalam jenis

moderate sulfate resistant.


34/138

18

2.2.2. Proses Pembuatan SemenPembuatan Semen dilakukan melalui tahapan tahapan sebagai

berikut:

a. Proses PeleburanDalam bagian ini ada 2 cara yang umum digunakan, yaitu :

Dry ProcessPada awal proses ini, clay dan limestone sama-sama

dihancurkan, lalu dikeringkan di rotary dries. Hasilnya dibawa

ke tempat penggilingan untuk dileburkan. Kemudian hasil

peleburan ini masuk ketempat penyaringan dan partikel-

partikel yang kasar dibuang dengan system sentrifugal. Hasil

saringan ini ditempatkan di beberapa silo (tempat berbentuk

tabung yang tertutup) dan setelah didapat komposisi kimia

yang diinginkan kemudian akan melalui proses pembakaran di

klin.

Gambar 2.1. Dry Process

Wet ProcessMaterial-material mentah dicampur dengan air, lalu

dimasukkan ke tempat penggilingan (grinding mill). Campuran

ini kemudian dipompa melalui vibrating screen. Material-

material yang kasar dikembalikan ke penggilingan, sementara


35/138

19

campuran yang lolos yang berupa susupensi ditampung pada

suatu tempat berbentuk kolom-kolom. Di tempat ini, suspensi

mengalami proses rotasi dan pemampatan sehingga didapat

campuran yang homogen. Di tempat ini pula komposisi kimia

suspensi diubah-ubah untuk didapatkan komposisi yang

diinginkan sebelum dibawa ke klin.

Gambar 2.2. Wet Process

b.Proses PembakaranSetelah melalui salah satu proses peleburan di atas, campuran

tersebut dimasukkan ke tempat pembakaran (klin). Di klin,

campuran ini berputar-putar kemudian berubah menjadi clinker.

c. Proses PendinginanProses pendinginan sebenarnya telah dimulai ketika temperatur

mulai menurun dari clinkering temperature. Kualitas clinker dan

selesainya pembuatan semen sangat tergantung dari laju

pendinginan-perlahan sekitar 4-5 oC (7-8 oC) sampai suhu 1250

oC, kemudian cepat sekitar 18-20 oC (32-36oF) permenit.

d.Proses PenggilinganPada tabung penggiling ada bola-bola baja, yang dapat

mengakibatkan sekitar 97-99 % energi yang masuk diubah

menjadi panas. Oleh karena itu diperlukan pendinginan, karena

jika terlalu panas akan banyak gypsum yang menghidrasi menjadi


36/138

20

kalsium sulfat hemidrat (CSH1/2) atau larutan anhidrit (CS).

Akhirnya dari proses penggilingan didapat bubuk semen yang

diinginkan dari hasil penggilingan clinker dengan gypsum

(CSH2).

Pembuatan suspensi semen dimulai dengan persiapan peralatan

dan material semen, baik berupa semen Portland, air dan additif.

2.3. Peralatan Dan Bahan2.3.1. Peralatan

1. Timbangan2. Cetakan Sampel3. Gelas Ukur4.Mixer5. Stopwatch6.Mud Balance7. Water Bath

Gambar 2.3 Mixer


37/138

21

Gambar 2.4 Timbangan

Gambar 2.5 Cetakan Sampel Sili nder

Gambar 2.6 Cetakan Sampel Kubus


38/138

22

Gambar 2.7 Gelas Ukur

Gambar 2.8 Mud Balance

Gambar 2.9 Water Bath


39/138

23

2.3.2. Bahan1. Semen2.Additive3. Air

Gambar 2.10 Semen

Gambar 2.11 Bentonite

Gambar 2.12 Bar ite


40/138

24

2.4. Prosedur Percobaan2.4.1. Prosedur Pembuatan Suspensi Semen

1. Menimbang bubuk semen x gram,dengan timbangan2. 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 didiamkan selama 2 jam pada temperature

kamar.Sedang kadar air minimum adalah jumlah air yang dapat

dicampurkan kedalam semen untuk memperoleh konsistensi

maksimum sebesar 30 UC.

3. Jika ingin menggunakan additif, lakukan prosedur sebagaiberikut:

Jika additif berupa padatan,timbang berdasarkan % berat yangdibutuhkan.Sebagai contoh penambahan tepung silika dalam %

BWOC,dengan berat total semen dan silika seberat 349 gram

adalah:

Silika 10% BWOC dengan berat = 10/100 x 349 gr

= 34,9 gr

Bubuk semen + silika = (349-34.9) gr

= 314,1 gr

Jika additif berupa cairan,% penambahan dilakukan denganmengukur volume additif berbanding dengan volume air yang

diperlukan.Sebagai contoh 1.5% HR-13-L,dengan volume total

air sebesar 1000ml, adalah:

Volume HR-a3-L yang diperlukan = 1.6/100 x 1000ml = 15ml

4. Mencampur bubuk semen dengan additif padatan pada kondisikering, kemudian air dan additif larutan masukan kedalam mixing

containerdan jalankan mixer pada kecepatan rendah 4000 RPM


41/138

25

dan masukkan campuran semen dan additif padatan

kedalamannya tidak lebih dari 15 detik, kemudian tutup mixing

containerdan lanjutkan pengadukan pada kecepatan tinggi 12000

RPM selama 35 detik..

2.4.2. Prosedur Cetakan SampelUntuk kebutuhan pengujian digunakan tiga buah bentuk cetakan

sample sebagai berikut:

1. Cetakan pertamaBerupa kubik berukuran 2x2 in,cetakan sampel ini diperlukan

untuk pengukuran compressive strengthstandar API.

2. Cetakan keduaBerupa 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

3. Cetakan ketigaBerupa 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.

2.4.3. Pengkondisian Suspensi SemenPengkondisian suspensi semen dimaksudkan untuk

mensimulatorkan kondisi tekanan dan temperatur yang diinginkan.

Pengkondisian dapat dilakukan dengan tekanan atmosfer dan

temperatur sampai 90oC dengan menggunakan water bath

(thermobath). Pengkondisian pada tekanan dan temperatur opersai

dapat dilakukan dengan alatPressure Curing Chamber.


42/138

26

2.5. PembahasanDalam pembuatan suspense semen yang dibutuhkan adalah semen

Portland, air dan additive. Untuk pembuatan suspense semen ini, ada

beberapa hal yang perlu diperhatikan salah satunya water cemen ratio

(WCR). Dalam pembuatan suspense semen ini WCR yang diinginkan tidak

melebihi batas maksimum atau kurang dari batas minimum. Kadar air

maksimum adalah air yang dicampurkan kedalam semen tanpa

menyebabkan terjadinya pemisahan lebih dari 3,5 ml, dalam 250 ml

suspensi semen jika didiamkan selama 2 jam pada temperature kamar.

Sedang kadar air minimum adalah jumlah air yang dapat dicampurkan

kedalam semen untuk memperoleh konsistensi maksimum sebesar 30 cc.

Dalam pratikum ini ada 3 cetakan semen yang dibuat dan masing

berbeda bentuk dan ukuran. Cetakan pertama yang berbentuk kubik dibuat

untuk pengukuran compressive strength. Cetakan kedua berbentuk silinder

dengan tinggi 2 inch untuk pengukuran shear bond strength antara casing

dan semen dan permeabilitas dengan casing. Sedangkan cetakan 3 berbentuk

silinder dengan tinggi 1 atau 2 inch untuk pengukuran permeabilitas semen

dengan casing dan compressive strength.

2.6. Kesimpulan1. Pembuatan suspensi semen dan cetakan semen ini perlu dilakukan dalam

penentuanshear bonddan compressive strength.

2. Pembuatan suspensi semen dan cetakan semen yang baik akan sangatmendukung nilai dari shear bond dan compressive strength yang akan

ditentukan kemudian.

3. Operasi penyemanan bertujuan untuk melekatkan casing pada dindinglubang bor, melindungi casing dari masalahmasalah mekanis dari suatu

operasi pemboran yang bersifat korosif.

4. Pembuatan suspensi semen yang baik berpengaruh terhadap nilai porouspada semen.


43/138

27

5. Cetakan sample terbagi menjadi 3 macam, yaitu cetakan berbentukkubik, cetakan berbentuk silinder dengan diameter dalam 1 in, dan

diameter luar 1 in.

6. Jika additif berupa padatan ,maka ditimbang berdasarkan pengukuranvolume semen yang dibutuhkan. Jika additif berupa cairan, maka

dilakukan berdasarkan pengukuran volume additif berbanding dengan

volume air yang diperlukan.

7. Untuk mensimulatorkan kondisi tekanan dan temperatur sesuai yangdiperlukan maka dilakukan pengkondisian semen.

8. Pembuatan suspensi semen dibedakan dalam dua proses, yaitu dryprocessdan wet process.


44/138

28

SGS m n= Ws+Wad+WairVs+Vad+Vair

BAB III

PENGUJIAN DENSITAS SEMEN

3.1. Tujuan Percobaan1. Menentukan densitas suspensi semen dengan mud balance.2. Mengetahui pengaruh penambahan additive terhadap densitas supensi

semen.

3. Mengetahui pengaruh jumlah berat tiap additive terhadap perubahandensitas semen

4. Menyimpulkan pengaruh jumlah densitas semen terhadap tekananhidrostatis.

3.2. Teori DasarDensitas suspensi semen didefinisikan sebagai perbandingan antara

jumlah berat bubuk semen, air pencampur dan additive terhadap jumlah

volume bubuk semen , air pencampur dan additive. Dirumuskan sebagai

berikut :

Dimana :

SG Semen = SG suspensi semen

Ws = Berat bubuk semen

Wad = Berat additive

Wair = Berat air

Vs = Volume bubuk semen

Vad = Volume Additif

Vair = Volume Air


45/138

29

Densitas merupakan berat per unit volume. Densitas dapat dinyatkan

dalam berbagai satuan, misalnyapounds per gallon(ppg),pounds per cubit

feet( lb/ft3),specific gravity, atau dalam gradient tekanan dalampounds per

square inch (lb/in2) per 1000 ft lumpur dalam lubang sumur. Satuan yang

terakhir ini sering digunakan karena langsung dapat untuk menghitung

tekanan hidrostatik dari kolom lumpur pada setiap kedalaman lubang

dengan satuan yang sama dimana tekanan pompa dan tekanan reservoir atau

tekanan fluida formasi dihitung. Satuan ini disarankan dalam AAODC-API

laporan Standard Daily Drilling Report.

Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis suspensi semen dalam lubang sumur. Bila formasi tidak sanggup

menahan tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan formasi pecah

sehingga terjadi lost circulation.

Densitas suspensi yang rendah sering digunakan dalam operasiprimary

cementing dan remedial cementing, guna menghindari terjadinya fracture

pada formasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan hal-

hal sebagai berikut :

Menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender. Menambahkan bahan-bahan yang dapat memperbesar volume suspensi

semen, seperti pozzolan.

Sedangkan densitas suspensi semen yang tinggi digunakan bila tekanan

formasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat ditambahkan pasir

atau materialmaterial pemberat kedalam suspensi semen, seperti barite.

Pengukuran densitas di laboratorium berdasarkan dari data berat dan

volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan di

lapangan dengan menggunakan alat pressurized mud balance. Mud

balance terdiri darisupporting base, cup, lid, dangraduated arm carrying a

sliding weight.


46/138

30


1. Timbangan2. Mixer3. Mud Balance

Gambar 3.1 Mud Balance

Gambar 3.2 Timbangan Digital


47/138

31

Gambar 3.3 Mixer

3.3.2. Bahan1. Semen2. Additive (Barite dan Bentonite)3. Air

Gambar 3.4 Bentonite

Gambar 3.5 Barite


48/138

32

Gambar 3.6 Semen

3.4. Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan yang dilakukan adalah :

1. Mengkalibrasi peralatanpressured mud balanced sebagai berikut : Membersihkan peralatan mud balanced Mengisi cup dengan air hingga penuh lalu ditutup dan

dibersihkan bagian luarnya

Meletakkan kembali mud balancedpada kedudukan semula Rider ditempatkan pada skala 8,33 ppg Meneliti nuvo glass, bila tidak seimbang kalibrasikan screw

sampai seimbang.

2. Mempersiapkan suspensi semen yang diukur dan density suspensisemen dapat menggunakan rumus :

Dimana :

= Massa jenis suspensi semen

Ws = Berat bubuk semen

Wad = Berat additive

Wair = Berat air

= + + + +


49/138

33

Vs = Volume bubuk semen

Vad = Volume Additif

Vair = Volume Air

3. Masukkan suspensi semen kedalam cup balanced, kemudian cupditutup dan semen yang melekat pada dinding bagian luar dibersihkan

sampai bersih.

4. Letakkan balance armpada kedudukan semula, kemudian atur riderhingga seimbang, baca harga skala sebagai densitas suspensi semen

3.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan3.5.1. Hasil Percobaan

Data hasil Percobaan dalam bentuk analisa dan tabel adalah

sebagai berikut:

Kelas semen : A Densitas Barite : 4.33 gr/cc Densitas Bentonite : 2.65 gr/cc Densitas Semen : 3.14 gr/cc Volume Air : 276 cc Berat Semen : 600 gram


50/138

34

Tabel 3.1 Hasil Penguj ian Densitas Suspensi Semen

Semen

(gram)

Air

(ml)

Additif (gram) VolumeAdditif

(ml)

SGSemen

(gr/ml)

SGSemen

(ppg)

SGSemen

(lb/ft3)

SGSemen

(kg/liter)Barite Bentonite

600 276 0 0 1.8755 15.623 117.086 1.875

600 276 0.75 0.173 1.8764 15.630 117.142 1.876

600 276 1.5 0.346 1.8773 15.638 117.199 1.877

600 276 2.25 0.520 1.8782 15.645 117.256 1.878

600 276 3 0.693 1.8791 15.653 117.313 1.879

600 276 0 0 1.8755 15.623 117.086 1.875

600 276 0.75 0.283 1.8759 15.627 117.115 1.876

600 276 1.5 0.566 1.8764 15.630 117.144 1.876

600 276 2.25 0.849 1.8769 15.634 117.173 1.877

600 276 3 1.132 1.8773 15.638 117.203 1.877

600 276 3.75 1.415 1.8778 15.642 117.232 1.878

600 276 4.5 1.698 1.8783 15.646 117.261 1.878

600 276 5.25 1.981 1.8787 15.650 117.290 1.879

600 276 6 2.264 1.8792 15.654 117.319 1.879

600 276 6.75 2.547 1.8797 15.658 117.348 1.880

600 276 7.5 2.830 1.8801 15.662 117.377 1.880

3.5.2. PerhitunganContoh Perhitungan pada suspensi semen ke delapan adalah sebagai

berikut:

Berat additif Barite : 0 gr Volume additif : 0 ml Berat Air

= olume Air cc air grcc

276 cc

1 grcc 276 gr


51/138

35

Menghitung Volume semen=

Berat emen gr

emen grcc 600 gr

314 grcc 191083 ml

Menghitung VolumeAdditive= Berat additive gr

additive grcc

0 gr

433 grcc 0 ml

Menghitung SG Semen (satuan gr/cc) = + + + + = + + + +

==

Menghitung SG Semen (Satuan ppg)S ppg 18755 gr cc 833 pp

Menghitung SG Semen (Satuan lb/ft3)S (lft3) 18755 gr cc 6243 t

Menghitung SG Semen (Satuan lb/ft3)S kgliter 18755 gr cc 1 itr


52/138

36

3.6. Pembahasan

Pada percobaan pengujian densitas ada dua bahan additive yang

digunakan yang digunakan yaitu barite dan bentonite. Dengan menggunakan

sampel semen yang sama yaitu 600 gr dan air 276 ml kemudian

ditambahkan additivedengan jumlah tertentu.

Graf ik 3.1. Graf ik Hubungan antara Penambahan Additive Barite dan SG Semen (gr/ml )

Grafik diatas merupakan grafik hubungan ketika suspensi semen

ditambahkan additive barite dan ditentukan hubungannya dengan SG

Semen. Semakin ditambah additivebarite, SG Semen akan meningkat pula

secara regular dan tetap menimbulkan selisih yang cukup jauh apabila hasil

perhitungan dibulatkan.

0, 1.8755

0.75, 1.8764

1.5, 1.8773

2.25, 1.8782

3, 1.8791

1.8750

1.8755

1.8760

1.8765

1.8770

1.8775

1.8780

1.8785

1.8790

1.8795

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

SGCe

ment(gr/ml)

Barite

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive Barite VsSG Semen (gr/mL)

Barite


53/138

37

Graf ik 3.2. Graf ik Hubungan antara Penambahan Additive Bentoni te dan SG Semen

Sementara untuk penambahan bentonite, peningkatan SGnya tidak

begitu signifikan, akan tetapi setiap penambahan gram secara teliti maka SG

Semen akan naik secara signifikan. Hal ini terjadi bukan karena kesalahan

pengukuran, akan tetapi karena faktor pembulatan dalam perhitungan yang

dilakukan oleh peneliti sebanyak 3 angka dibelakang koma. Baik additive

bentonite dan barite masingmasing berfungsi sebagai menaikkan SG dari

semen. Namun kecenderungan bentonite itu secara teoritis tidak tepat.

Karena fungsi bentonite yaitu menurunkan densitas semen. Hal ini dapat

terjadi karena kesalahan perhitungan.

0, 1.8755

0.75, 1.8759

1.5, 1.8764

2.25, 1.8769

3, 1.87733.75, 1.8778

4.5, 1.8783

5.25, 1.8787

6, 1.8792

6.75, 1.8797

7.5, 1.8801

1.8750

1.8760

1.8770

1.8780

1.8790

1.8800

1.8810

0 2 4 6 8

SG

Cem

ent(gr/ml)

Bentonite

Grafik Hubungan antara Panambahan Additive BentoniteVs SG Semen

Bentonite


54/138

38

Graf ik 3.3 Grafi k Hubungan antara Penambahan Additive (Bari te & Bentonite) dan

SG Semen (gr/ml)

Berdasarkan grafik 3.3 maka dapat dilihat perubahan densitas semen

saat ditambahkan additive berupa barite dan bentonite. Kedua additive

tersebut menambah densitas semen.

Kedua additive tersebut dapat dibandingkan untuk menambahkan

densitas. Saat semen ditambahkan barite dan bentonite dengan jumlah yang

sama, barite menaikkan densitas semen lebih cepat dibandingkan bentonite.

Densitas suspensi semen yaitu perbandingan antara jumlah berat bubuk

semen,air pencampur dan additiveterhadap jumlah volume bubuk semen,air

pencampur dan additive. Densitas suspensi semen sangat berpengaruh

terhadap tekanan hidrostatik suspensi semen didalam lubang sumur,

misalnya saja formasi akan pecah dan terjadi loss circulation apabila

formasi sudah tidak mampu menahan formasi.

Oleh karena itu untuk menjaga densitas semen ada beberapa hal yang

perlu dilakukan yaitu apabila densitas cukup tinggi maka dapat diturunkan

0, 1.8755

0.75, 1.8764

1.5, 1.8773

2.25, 1.8782

3, 1.8791

0, 1.8755

0.75, 1.8759

1.5, 1.8764

2.25, 1.8769

3, 1.8773

3.75, 1.87784.5, 1.8783

5.25, 1.8787

6, 1.8792

6.75, 1.8797

7.5, 1.8801

1.8750

1.8760

1.8770

1.8780

1.8790

1.8800

1.8810

0 1 2 3 4 5 6 7 8

SG

Cement

(gr/ml)

Additive (Barite & Bentonite)

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite &

Bentonite) Vs SG Semen (gr/mL)

Barite

Bentonite


55/138

39

dengan menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender. Selain

itu dapat pula dilakukan pembesaran volume suspensi semen dengan

menambahkan bahan tertentu. Sebaliknya apabila densitas suspensi semen

sangat rendah maka dapat ditambahkan pasir atau material-material

pemberat ke dalam suspensi semen atau additive weighting agent untuk

menambahkan densitas suspensi semen.

Densitas suspensi semen yang rendah digunakan pada operasi primary

cementingdan remedialkarena setelah dilakukan operasi pemboran kondisi

bore hole serta formasi kita masih lemah. Sedangkan densitas suspensi

semen yang tinggi digunakan pada formasi yang bertekanan tinggi. Dalam

percobaan pengujian densitas semen ini perlu diketahui ukuran besar

specific gravitysemen (ppg) dari masing-masing additiveseperti barite dan

bentonite,dimana dalam percobaan ini telah diketahui harga densitas barite,

bentonite, semen dan juga berat air dan berat semen atau volume air,

sedangkan volume semen perlu dihitung dulu dengan cara nilai dari berat

semen dibagi dengan densitas semen.

Begitu pula dengan volume masing-masing additive (barite dan

bentonite) dihitung dengan cara nilai berat masing-masing additive dibagi

dengan nilai dari densitas masing-masing additive. Setelah volume additive

tersebut diketahui selanjutnya yang dilakukan adalah perhitungan SG semen

dengan cara berat air ditambah berat semen dan ditambahkan berat additive,

kemudian hasil dari penjumlahan tersebut dibagi dengan hasil dari

penjumlahan antara volume air dengan volume semen dan volume additive.

Setelah nilai SG dari masing-masing additive didapatkan maka

perbandingannya dapat diketahui. Walaupun kedua additiveini mempunyai

fungsi yang sama sebagai bahan yang dapat meningkatkan densitas ternyata

barite lebih baik karena dengan berat yang sama dengan bentonite,barite

lebih mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadap penambahan densitas

dari pada bentonite. Sedangkan dilapangan bentonite digunakan untuk

menurunkan densitas suspensi semen.


56/138

40


SG Semen (ppg)

Pada grafik 3.4 menunjukkan grafik hubungan additive penambahan

barite dan bentonite terhadap SG Semen dalam satuan ppg (lb/gal). Dalam

merubah satuan dari gr/cc menjadi ppg dapat dilakukan dengan

mengkalikan hasil dalam gr/cc dengan 8.33. Sehingga didapatkan hasil

dalam satuan ppg (lb/gal).

0, 15.623

0.75, 15.630

1.5, 15.638

2.25, 15.645

3, 15.653

0, 15.623

0.75, 15.627

1.5, 15.630

2.25, 15.634

3, 15.638

3.75, 15.642

4.5, 15.646

5.25, 15.650

6, 15.654

6.75, 15.658

7.5, 15.662

15.620

15.625

15.630

15.635

15.640

15.645

15.650

15.655

15.660

15.665

0 1 2 3 4 5 6 7 8

SG

Cemen

t(ppg)


Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite

& Bentonite) Vs SG Semen (ppg)

Barite

Bentonite


57/138

41


SG Semen ( lb/f t3)


barite dan bentonite terhadap SG Semen dalam satuan lb/ft3. Dalam

merubah satuan dari gr/cc menjadi lb/ft3 dapat dilakukan dengan

mengkalikan hasil dalam gr/cc dengan 62.43. Sehingga didapatkan hasil

dalam satuan lb/ft3.

0, 117.086

0.75, 117.142

1.5, 117.199

2.25, 117.256

3, 117.313

0, 117.086

0.75, 117.115

1.5, 117.144

2.25, 117.173

3, 117.203

3.75, 117.232

4.5, 117.261

5.25, 117.290

6, 117.319

6.75, 117.348

7.5, 117.377

117.050

117.100

117.150

117.200

117.250

117.300

117.350

117.400

0 1 2 3 4 5 6 7 8

SG

Cement(lb/ft3)



& Bentonite) Vs SG Semen (lb/ft3)

Barite

Bentonite


58/138

42


SG Semen (kg/li ter)


barite dan bentonite terhadap SG Semen dalam satuan kg/liter. Dalam

merubah satuan dari gr/cc menjadi kg/liter dapat dilakukan dengan

mengkalikan hasil dalam gr/cc dengan 1. Sehingga didapatkan hasil dalam

satuan kg/liter.

0, 1.875

0.75, 1.876

1.5, 1.877

2.25, 1.878

3, 1.879

0, 1.875

0.75, 1.876

1.5, 1.876

2.25, 1.877

3, 1.877

3.75, 1.878

4.5, 1.878

5.25, 1.879

6, 1.879

6.75, 1.880

7.5, 1.880

1.875

1.876

1.877

1.878

1.879

1.880

1.881

0 1 2 3 4 5 6 7 8

SG

Cement(kg

/liter)



& Bentonite) Vs SG Semen (kg/liter)

Barite

Bentonite


59/138

43

3.7. Kesimpulan

1. Jika barite dan bentonite masing masing ditambahkan secara terusmenerus pada suspense semen yang berbeda sebesar 0.75 gr, barite

cenederung menaikkan densitas semen, sedangkan bentonite tidak

mengalami perubahan desnitas yang tidak signifikan karena

penambahan densitasnya yang kecil.

2. Barite lebih efektif untuk menaikkan densitas dibanding bentonitesementara sifat bentonite itu sendiri menurunkan densitas secara

teoritisnya, hal ini terjadi mungkin karena adanya kesalahan

perhitungan pada mud balance.

3. Penambahan additive disesuaikan dengan tekanan hidrostatik yangharus seimbang dengan tekanan formasi.

4. Penambahan zat additiveke dalam larutan semen akan menambahkanatau menaikkan harga semen.

5. Penambahan zat additive bentonite ke dalam suspensi semen akanmenaikkan harga SG Semen.

6. Barite lebih mempunyai pengaruh lebih besar terhadap penambahandensitas daripada bentonite.

7. Jika densitas suatu suspensi semen kecil maka akan mempengaruhitekanan suspensi semen tersebut juga kecil.

8. Dalam percobaan suspensi semen yang tidak ditambahkan additivebarite dan bentonite memiliki SG Semen sebesar 15.623 ppg.


60/138

44

BAB IV

PENGUJIAN RHEOLOGI SUSPENSI SEMEN

4.1. Tujuan Percobaan1. Dapat memahami rheologi dan dapat menentukan harga viskositas

plastik suspensi semen.

2. Mengetahui harga plastic viscosity dan yield point dari suspensisemen.

3. Mengetahui perbedaaan penambahan additive barite dan bentonitedalam suspensi semen.

4. Menyimpulkan pengaruh penambahan additive terhadap nilai plasticviscosity dan yield point suspensi semen.

5. Menentukan additive yang digunakan untuk pengujian rheologisuspensi semen.

4.2. Teori DasarPengujian rheologi suspensi semen dilakukan untuk menghitung

hidrolika operasi penyemenan. Penggunaan dari hubungan yang tepat pada

perkiraan kehilangan tekanan akibat friksi dan sifat-sifat aliran, suspensi

semen sangat tergantung dari besaran pengukuran parameter rheologi di

laboratorium. Dimana salah satu sifat penting dari hidrolika pemboran

adalah rheologifluida pemboran yang meliputi sifat sifat aliran. Jenisjenis

fluida pemboran dapat dibagi menjadi dua kelas, yaitu:

1.Fluida NewtonianAdalah fluida yang viskositasnya hanya dipengaruhi oleh temperatur

dan tekanan, dengan kata lain adalah fluida yang viskositasnya konstan.

Misalnya air, gas, dan minyak yang encer.


61/138

45

2.Fluida Non NewtonianYang dimaksud dengan fluida Non Newtonian adalah fluida yang

mempunyai viscositas tidak konstan, bergantung pada besarnya geseran

(shear rate) yang terjadi. Fluida Non Newtonianmemperlihatkan suatu

yield stress suatu jumlah tertentu dari tahanan dalam yang harus

diberikan agar fluida dapat mengalir seluruhnya. Fluida non Newtonian

terdiri dari:Bingham Plastic, Power Law, Power Law dan Yield Stress

Berikut ini adalah beberapa istilah yang selalu diperhatikan dalam

penentuan rheologi suatu semen pemboran :

Plastic Viscosity seringkali digambarkan sebagai bagian dari resistensiuntuk mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik.

Yield pointadalah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya tarikmenarik antar partikel. Gaya tarik menarik ini disebabkan oleh muatan

muatan pada permukaan partikel yang didispersi dalam fasa fluida.

Gel Strength adalah pembentukan padatan karena gaya tarikmenarikantara platplat clay jika didiamkan, dalam keadaan statis dimana clay

dapat mengatur diri. Oleh karena itu, dengan bertambahnya waktu (yang

terbatas) maka harga gel strength akan bertambah. Gel strength juga

disebut gaya tarikmenarik yang statis.

Ada dua tipe dasar alat yang di gunakan untuk pengukuran rheology

dewasa ini, yaitu : Capillary Pipe Rheometers dan Coaxial Cylinder

Rotational Viscometer, yang di gunakan pada pengukuran rheologi di

laboratorium adalah Rotational Viscometer yang lebih di kenal dengan

Rheometer atau Fann VG meter.

Alat yang digunakan untuk mengetahui sifat rheologyadalah Fann VG

Vicometer yang dilengkapi cup heater untuk menaikkan temperatur

suspensi semen. Suspensi semen yang akan dites ditempatkan sedemikian

rupa sehingga mengisi ruang antar bob dan rotor sleeve. Pada saat rotor

berputar, maka suspensi semen akan menghasilkan torque pada bob


62/138

46

sebanding dengan viscositas suspensi semen. Untuk menentukan plastic

viscosity (p

) dan yield point (Yp) dalam satuan lapangan digunakan

persamaan Bingham Plastic :

Dimana :

p = Plastic Viscosity, Cp

Yp = Yield point, lb/100ft2

C600 = Dial reading pada 600 rpm

C300 = Dial reading pada 300 rpm


1. Fann VG Meter2. Gelas ukur3.Mixer4. Timbangan5. Stopwatch

= 600 300Y = 300


63/138

47

Gambar 4.1. Fann VG M eter

Gambar 4.2. Rotor

Gambar 4.3. Mi xer


64/138

48

Gambar 4.4. Stopwatch

4.3.2. Bahan1. Bubuk semen kelas A2. Air3. Bentonite4. Barite

Gambar 4.5. Bentonite


65/138

49

Gambar 4.6. Bar ite

Gambar 4.7 Semen

4.4. Prosedur Percobaan1. Isi bejana dengan suspensi semen yang telah disiapkan sampai batas

yang telah ditentukan.

2. Letakkan bejana pada tempatnya, skala atur kedudukannya

sedemikian rupa sehingga rotor dan bab tercelup ke dalam semenmenurut batas yang telah ditentukan.

3. Gerakan rotor pada posisi high dan tempatkan kecepatan rotor pada

kedudukan 600 rpm. Pemutaran terus dilakukan sehingga kedudukan

skala (dial) mencapai keseimbangan. Catat harga yang ditunjukkan

skala sebagai pembacaan 600 rpm.

4. Tentukan kecepatan menjadi 300 rpm dan catat skala sebagai pembaca

300 rpm.


66/138

50

5. Hitung besarnya plastic viscosity dan yield point dengan

menggunakan persaman :

p = C600C300

Yp = C600- p

Dimana :

p = Plastic Viscosity

Yp = Yield Point, lb/ 100 ft2

C300 = Dial Readingpada 300 rpm

C600 = Dial Readingpada 600 rpm

4.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan4.5.1. Data

Kelas Semen : A

WCR : 46 %

Tabel 4.1. Hasil Penguj ian Rheology Suspensi Semen

Semen

(gr)

Air

(ml)

Additif (gr)C300 C600

p

(cp)

p

(lb/100ft)Barite Bentonite

600 276 0 135 155 20 115

600 276 2 172 217 45 127

600 276 4 187 237 50 137

600 276 6 202 262 60 142

600 276 0 172 242 70 102

600 276 2 162 227 65 97

600 276 4 154 217 63 91

600 276 6 130 177 47 83


67/138

51

4.5.2. Perhitungan

Perhitungan penambahan additivebarite 2 gr.o Berat Semen : 600 gro Volume Air : 276 cco AdditiveBarite : 2 gro C300 : 172o C600 : 217o PerhitunganPlastic Viscosity

Plastic Viscosity (p) = C600C300

= 217 172

= 45 cp

o Perhitungan Yield PointYield Point (Yp) = C300p

= 172 45

= 127 lb/ 100 ft2

Perhitungan penambahan additivebarite 4 gr.o Berat Semen : 600 gro Volume Air : 276 cco AdditiveBentonite : 4 gro C300 : 154o C600 : 217o PerhitunganPlastic Viscosity

Plastic Viscosity (p) = C600C300

= 217 154

= 63 cp

o Perhitungan Yield PointYield Point (Yp) = C300p

= 154 63

= 91 lb/ 100 ft2


68/138

52

4.6. Pembahasan

Pengujian rheologi suspensi semen perlu dilakukan untuk menghitung

hidrolika pemboran. Pada percobaan ini sifat suspense semen yang diamati

adalahplastic viscositydanyield point.

Pada pengujian rheologi suspensi semen ini digunakan komposisi

semen 600 gram, barite dan bentonite antara 0 gr sampai 6 gram dan air 276

mL. Suspensi semen yang sudah jadi lalu dimasukkan ke dalam bejana pada

alat Fann VG Meter untuk diukurplastic viscositydanyield point-nya. Dari

percobaan dengan contoh perhitungan sebagai berikut: ditambahkan 2 gr

barite pada suspensi semen didapat dial readingpada 600 rpm dan 300 rpm

yaitu masingmasing sebesar 217 rpm dan 172 rpm. Kemudian dilakukan

perhitungan, diperoleh plastic viscosity sebesar 45 Cp (pengurangan C600

dengan C300) serta Yield Point 127 lb/100 ft2(pengurangan C300 dengan p).

Sebagai pembanding antara barite dan bentonite, dilakukan juga percobaan

penambahan bentonite yang juga ditambahkan sebesar 4 gram kepada

suspensi semen nomor 7. Dari percobaan dengan 4 gr bentonite didapat dial

readingpada 600 rpm dan 300 rpm yaitu masingmasing 217 rpm dan 154

rpm. Kemudian dilakukan perhitungan, diperoleh plastic viscosity sebesar

63 Cpsertayield point91 lb/100 ft2.

Dari hasil diatas dapat disimpulkan jika masing masing ditambahkan

sebesar 4 gram akan diperoleh nilai viscositas yang berbeda, sehingga

penambahan additive sangat berpengaruh. Dari hasil diatas dapat dilihat

nilaiplastic viscositydanyieldpointjika ditambahkan bentonite lebih besar

dibandingkanplastic viscositydanyield pointjika ditambahkan barite. Akan

tetapi, kenyataannya jika ditambahkan bentonite terus menerus maka

viscositas dan yield point-nya akan menurun. Sebaliknya, jika penambahan

barite terus dilakukan maka viscositas dan yield pointsuspensi semen akan

terus meningkat.


69/138

53

Graf ik 4.1 Grafik H ubungan Penambahan Additive dengan Plastic Vi scosity

Untuk menguatkan kesimpulan berdasarkan analisa, dibuat grafik

hasil perhitungan plastic viscosity jika ditambahkan additive baik barite

atau bentonite. Dari grafik terlihat bahwa penambahan bentonite akan

cenderung menurunkan viskositas, sedangkan penambahan barite akan

meningkatkan viskositas.

0, 20

2, 454, 50

6, 60

0, 702, 65

4, 63

6, 47

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6 7

PlasticViscosity


Grafik Hubungan Penambahan Additive Vs PlasticViscosity

Barite

Bentonite


70/138

54

Graf ik 4.2 Grafik Hubungan Penambahan Additive dengan Yield Poin t

Pada grafik diatas adalah grafik hubungan penambahan additive

dengan yield point. Dapat disimpulkan juga hasilnya sama dengan hasil

perhitungan pada analisa, bahwa penambahan barite juga disamping

meningkatkan viskositas, juga akan meningkatkan nilai yield point.

Sedangkan untuk bentonite, penambahan bentonite memiliki

kecenderungan suspensi semen untuk mengalami penurunanyield point.

Aplikasi di lapangan untuk pengujian rheologi semen ini adalah untuk

menghitung hidrolika operasi penyemenan yang sangat menentukan dalam

operasi pemboran. Dalam hal ini, rheologi semen berhubungan dengan

perkiraan kehilangan tekanan akibat friksi dan sifatsifat aliran dalam

penyemenan. Untuk memperoleh keberhasilan dalam penyemenan, harus

disesuaikan dengan keadaan formasi.

0, 115

2, 127

4, 1376, 142

0, 1022, 97

4, 916, 83

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7

YieldPoint


Grafik Hubungan Penambahan Additive Vs Yield Poin t

Barite

Bentonite


71/138

55

Graf ik 4.3 Grafik Hubungan Plastic Viscosity dengan Yield Point

Grafik 4.3 merupakan grafik hubungan antara plastic viscositydengan

yield point. Berdasarkan grafik tersebut menunjukkan penambahan barite

dan bentonite akan memberikan harga yang berbeda pada sifat aliran suatu

suspensi semen.

4.7. Kesimpulan

1. Sifat fluida dalam rheology adalah viskositas dan yield point. Sifatfluida sangat berpengaruh dalam proses sirkulasi semen

2. Harga plastic viscosity diperoleh dari selisih antara nilai C600 danC300, untuk harga yield point diperoleh dari selisih antara C300 dan

plastic viscosity.

3. Penambahan barite pada suspensi semen akan meningkatkanviskositas dan yield point, dilihat dari pembacaan C300 dan C600

yang semakin meningkat jika ditambah oleh barite, sehingga

menimbulkan angka selisih yang besar.

20, 115

45, 127

50, 13760, 142

70, 10265, 97

63, 9147, 83

0

20

4

Teknik Pemboran

Documents

Transcript of Teknik Pemboran