ULTRASONIC CEMENT ANALYZER by
FANN
Nama : Aldi Iqbal.R
NIM:1302025
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Proses cementing sangat penting dalam pembangunan rig, entah itu rig
onshore ataupun offshore. Proses sementing berguna untuk melindungi casing
didalam lubang bor dan agar casing tidak goyang. Pada umumnya, penyemenan
berfungsi untuk melekatkan casing pada dinding lubang bor, melindungi casing
dari masalah masalah teknis sewaktu proses pemboran berlangsung seperti torque
yg tinggi,melindungi casing dari fluida yang bersifat korosif dan untuk
memisahkan zona yg lain di belakang casing.
Penyemenan merupakan factor penting yg akan menunjang pada operasi
pemboran pada trayek dan dapat mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan
teknis pada operasi pemboran.
1.2. Rumusan Masalah
1. apa alat yang biasa digunakan dalam proses cementing
2. Cara melakukan penyemenan di dalam rig
3. apa alat instrument yang digunakan dalam proses cementing
1.3. Tujuan
1. mengetahui apa alat yg biasa digunakan dalam proses cementing
2. mengetahui cara melakukan penyemenan di dalam rig
3. mengetahui alat instrument yang digunakan dalam proses cementing
1.4. Referensi
Dalam Laporan ini saya menggunakan standar API Spec 10.
BAB II
SISTEM PENYEMENAN
( CEMENTING SYSTEM )
1. TEORI DASAR
Penyemenan suatu sumur merupakan salah satu faktor yang tidak kalah
pentingnya dalam suatu operasi pemboran. Berhasilnya atau tidaknya suatu
pemboran, diantaranya tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur
tersebut. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian,
yaitu :
1. Peralatan di atas permukaan (surface equipment)
2. Peralatan di bawah permukaan (subsurface equipment)
1.1 Peralatan Diatas Permukaan
Peralatan penyemenan di atas permukaan meliputi :
a. Cementing unit
Adalah suatu unit pompa yang mempunyai fungsi untuk memompakan bubur
semen dan lumpur pendorong dalam proses penyemenan.
Cementing unit terdiri dari :
o Tangki semen : untuk menyimpan semen kering.
o Hopper : untuk mengatur aliran dari semen kering dan air yang
ditempatkan bersama-sama dalam hopper, sehingga akan
menghasilkan bubur semen yang benar-benar homogen.
o Jet Mixer : untuk mengaduk semen kering dan air yang ditempatkan
bersam-sama dalam hopper, sehingga akan menghasilkan bubur semen
yang benar-benar homogen.
o Motor penggerak pompa dan pompa : berfungsi untuk memompa
bubur semen.
Jenis-jenis cementing unit :
1. Truck mounted cementing unit
2. Marine cementing unit
3. Skit mounted cementing unit
b. Flow line
Merupakan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan bubur semen yang
dipompakan dari cementing unit ke cementing head.
c. Cementing head
Berfungsi untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk ke lubang bor.
Ada dua type cementing head, yaitu :
1. Mac clatchie cementing head. Merupakan type cementing head yang cara
penggunaannya (pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug) dengan
jalan membuka dan memasang kembali.
2. Plug container. Type ini lebih praktis dari mac clatchie, karena pada plug
container ini memasangnya top plug dan bottom plug tidak perlu
membukanya, akan tetapi sudah terpasang sebelumnya.
1.2 Peralatan Dibawah Permukaan
Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :
a. Casing
Merupakan pipa selubung yang berfungsi untuk :
o Melindungi lubang bor dari pengaruh-pengaruh fluida formasi dan
tekanan-tekanan di sekitarnya.
o Melindungi lubang bor dari keguguran.
o Memisahkan formasi produktif satu dengan lainnya.
o Bersama-sama memperkuat dinding lubang bor serta mempermudah
operasi produksi nantinya.
Jenis-jenis casing :
1. Conductor casing
2. Intermediate casing
3. Production casing
Spesifikasi casing
1. Diameter : 26”, 20”, 13 3/8”, 9 5/8”, 7” dst.
2. Grade : p. 110, h. 40, j. 55, n. 80.
3. Panjang : 30 ft/stand
4. Berat : 23 lb/ft, 26 lb/ft, 29 lb/ft
5. Thread : 4 thread/inch. 60”
b. Centralizer
Untuk mendapatkan cincin semen yang baik (merata), casing harus terletak di
tengah-tengah lubang, untuk itu casing dilengkapi dengan centralizer.
Fungsi centralizer :
o Menempetkan casing di tengah-tengah lubang
o Menyekrap mud cake
o Mencegah terjadinya differential sticking.
Centralizer dibuat dari bahan baja, sehingga mampu mendorong casing di
tengah-tengah lubang.
c. Scratchers
Adalah suatu alat yang dirangkaikan/dipasang pada casing dan berfungsi
untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake, sehingga didapat
lubang bor yang bersih.
Ada dua jenis scratchers :
1. Rotation type wall scratcher
2. Reciprecasing type scratcher
Pemasangan scratcher pada casing pada umumnya dilas, tetapi dewasa ini
dipasang dengan step collar atau clamps. Reciprecasing scratcher pada
umumnya dipasang pada interval 15-20 ft sepanjang daerah yang disusun,
sedang rotating scratcher pada zona produktif (porous).
d. Peralatan floating
Terdiri dari :
1. Shoe : casing shoe/guide shoe, float shoe
2. Collar : guide collar, float collar
3.
1) Shoe
Casing shoe
Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung
terbawah dari rangkaian casing dan dalamnya tidak terdapat valve (katub).
Casing shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan
pemasukan rangkaian casing (running casing), agar tidak terjadi sangkutan
pada dinding lubang bor, shoe ini dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi
(drillable).
Float shoe
Pada prinsipnya sama dengan casing shoe, hanya pada float shoe dilengkapi
dengan valve (katub), yang berfungsi untuk :
o Mencegah aliran balik, mencegah blow out melalui casing pada waktu
casing diturunkan.
o Mencegah aliran balik semen, setelah proses penyemenan selesai.
o Memperkecil beban menara, pada drilling line dan casing itu sendiri
Jadi float ini hanya dapat mengalirkan semen/lumpur ke daerah saja (satu
arah). Float shoe ini dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi.
2) Collar
Merupakan suatu shock penahan yang dipasang beberapa meter di atas shoe,
berfungsi untuk menahan bottom plug dan top plug.
Dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi (drillable).
Ada dua jenis collar :
o Guide collar : tidak dilengkapi valve, sehingga tidak dapat menahan
tekanan balik.
o Float collar : dilengkapi valve.
e. Shoe trach
Merupakan pipa casing yang dipasang antara shoe dan collar sepanjang satu
batang atau lebih, tergantung dari ketinggian semen diannulus. Karena
ketinggian semen di annulus akan menentukan perbedaan tekanan hidrostatik
diluar dan didalam casing pada waktu memasukkan top plug. Shoe trach
berfungsi untuk menampung bubur semen yang bercampur udara atau lumpur
pendorong, agar tidak keluar annulus disekitar shoe.
f. Cementing plug
1. Bottom plug
Berfungsi untuk mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan
bubur semen. Jadi untuk mendorong lumpur yang berada didalam casing
dan memisahkan casing dari semen dan juga membersihkan mud film
didalam dinding casing, pada bottom plug terdapat membran yang pada
tekanan tertentu dapat pecah, sehingga semen akan mengalir keluar dan
terdorong ke annulus sampai mencapai tujuan yang diharapkan. Bottom
plug terbuat dari bahan karet, pada bagian luar dan cast alluminium pada
bagian dalamnya.
2. Top plug
Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari lumpur
pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa semen
dalam casing. Alat ini sebagian besar terbuat dari karet dan pada bagian
bawahnya digunakan plat alluminium dan tidak mempunyai membrane
(selaput tipis). Apabila top plug ini sudah duduk (sampai pada bottom
plug) dibawah,maka tekanan pemompaan akan naik secara tiba-tiba
(bumping pressure) dan pada saat itu pemompaan dihentikan.
1.3 Peralatan Pada Stage Cementing (Penyemenen Bertingkat)
1.3.1 Peralatan diatas permukaan
Pada stage cementing adalah sama dengan peralatan penyemenan yang
telah dibahas di muka (primary cementing).
1.3.2 Peralatan dibawah permukaan
a. Stage cementing collar
Berfungsi untuk melewatkan bubur semen setelah penyemenan pertama
dilakukan (primary cementing).
Penyemenan bertingkat dilakukan bila :
Sumur terlalu dalam
Formasi di atas dan di bawah zona yang disemen cukup kompak dan
cukup jauh.
Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat
mengurangi biaya.
b. Cement basket
Letak di bawah stage cementing collar, berfungsi untuk menyekat ruang
annulus antara ruang bawah dan ruang atas stage collar.
c. Trip plug
Setelah primary cementing selesai, maka dimasukkan trip plug. Plug ini
berfungsi untuk membuka lubang pada stage cementing collar. Karena
beratnya, trip plug ini turun kebawah yang akhirnya mencapai sampai pada
stage cementing collar (pada lower inner sleeve).
Dengan tekanan tertentu lower inner sleeve akan turun dan membuka lubang
pada stage cementing collar disebut cementing ports.
d. Shut off plug
Setelah pendorongan bubur semen selesai, kemudian dimasukkan shut off
plug yang berfungsi untuk menutup cementing port sehingga tidak terjadi
aliran balik.
2 DESKRIPSI ALAT
2.1 Centralizer
2.1.1 Fungsi
o Menempatkan casing di tengah-tengah lubang
o Menyekrap mud cake
o Mencegah terjadinya differential sticking
2.1.2 Mekanisme Kerja
Centralizer ditempatkan diluar casing untuk menengahkan casing agar
diperoleh cincin semen yang baik.
2.1.3 Spesifikasi
Tabel 2.1 Spesifikasi Centralizer
Size (in)Product number
Centralizer Turbo centralizer
2 155 – 20 157 – 20
2 ½ 155 – 25 157 – 25
3 ½ 155 – 35 157 – 35
4 ½ 155 – 45 157 – 45
4 ½ x 7 7/8 156 – 45 158 – 45
5 155 – 50 157 – 50
5 ½ 155 – 55 157 – 55
6 5/8 155 – 65 157 – 65
7 155 – 70 157 – 70
8 5/8 155 – 85 157 – 85
9 5/8 155 – 95 157 – 95
10 ¾ 155 – 10 157 – 10
13 3/8 155 – 13 157 – 13
2.2 Guide Shoe
2.2.1 Fungsi
Guide shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan
pemasukan rangkaian casing, agar tidak terjadi sangkutan pada dinding
lubang bor.
2.2.2 Mekanisme Kerja
Ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing untuk
memudahkan pemasukan rangkaian casing.
2.2.3 Spesifikasi
Table 2.2 Spesifikasi Guide Shoe
Casing size
(in)Guide shoe
2
2 ½
3 ½
135 – 20
135 – 25
135 – 35
4
4 ½
5
135 – 40
135 – 45
135 – 50
5 ½
6 5/8
7
135 – 55
135 – 65
135 – 70
7 5/8
8 5/8
9 5/8
135 – 75
135 – 85
135 – 95
10 ¾
11 ¾
13 ¾
135 – 10
135 – 11
135 – 13
2.3 Float Shoe
2.3.1 Fungsi
Float shoe berfungsi untuk mencegah aliran balik pada waktu casing
diturunkan, mencegah aliran balik semen, dan memperkecil beban menara,
pada drilling line dan casing itu sendiri.
2.3.2 Mekanisme Kerja
Untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing (running casing),
agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor. Floet shoe dilengkapi
dengan valve (katub).
2.3.3 Spesifikasi
Table 2.3 Spesifikasi Fload Shoe
Casing size
(in)Float shoe
2
2 ½
3 ½
125 – 20
125 – 25
125 – 35
4
4 ½
5
125 – 40
125 – 45
125 – 50
5 ½
6 5/8
7
125 – 55
125 – 65
125 – 70
7 5/8
8 5/8
9 5/8
125 – 75
125 – 85
125 – 95
10 ¾
11 ¾
13 ¾
125 – 10
125 – 11
125 – 13
2.4 Bottom Plug
2.4.1 Fungsi
o Mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan bubuk semen
o Mendorong lumpur yang berada di dalam casing
o Memisahkan casing dari semen dan membersihkan mud film di
dalam dinding casing.
2.4.2 Mekanisme
Mendorong lumpur di dalam casing dan dengan pecahnya membran
maka semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus.
2.4.3 Spesifikasi
Table 2.4 Spesifikasi Bottom Plug
Casing size OD Length Wt
4 ½ 4 ¼ 8 ½ 2
5 ½ 5 8 ½ 2 ½
6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4
7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼
7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼
8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼
9 5/8 9 9 ¾ 7 ½
10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8
11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13
2.5 Top plug
2.5.1 Fungsi
Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari
lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa
semen dalam casing.
2.5.2 Mekanisme Kerja
Top plug berada di atas bottom plug dipisahkan oleh bubur semen,
setelah top plug ini sampai pada bottom plug maka tekanan akan naik secara
tiba-tiba dan pada saat itu pemompaan dihentikan.
2.5.3 Spesifikasi
Tabel 2.5 Spesifikasi Top Plug
Casing size OD Length Wt
4 ½ 4 ¼ 8 ½ 2
5 ½ 5 8 ½ 2 ½
6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4
7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼
7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼
8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼
9 5/8 9 9 ¾ 7 ½
10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8
11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13
2.6 Scratcher
2.6.1 Fungsi
Berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake
sehingga didapat lubang bor yang bersih.
2.6.2 Mekanisme Kerja
Dipasang pada bagian luar casing sehingga dapat membersihkan
dinding lubang bor.
2.6.3 Spesifikasi
Table 2.6 Spesifikasi B & W Reciprocating scratchers & turbulators
Series Type Max OD = casing OD
Multi-flex
EA 10
EA 20
EA 30
Slip on
Latch on
Split body
7”
Multi-flex clusters
EA 14 Slip on (series of 4)7”
Nu-Coil (Shoot wire)
ECO5
EC15
EC16 close tolerance
Slip on
Latch on
Slip on
5”
Nu-coil (long wire)
EC 10
EC 20
Slip on
Latch on
8”
Turbulator
ED 10
ED 20
Slip on
Latch on
5 ½”
2.7 Cement Basket
2.7.1 Fungsi
Untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah stage collar dan
bagian atas stage collar.
2.7.2 Mekanisme Kerja
Letak dibawah stage cementing collar , menyekat ruang annulus antara
ruang bawah dan bagian atas stage colar.
2.7.2 Spesifikasi
Tabel 2.7 Spesifikasi Cement Basket
Casing size 2 2 ½ 4 ½ 5 ½ 7 8 5/8
Expansion (in inches)
Minimum 3 7/8 4 ¼ 5 ¾ 6 ¾ 8 ¼ 10 ½
Maximum 8 10 12 14 16 18
Larger size are available on request
2.8 Trip plug
2.8.1 Fungsi
Untuk membuka lubang pada stage cementing collar.
2.8.2 Mekanisme Kerja
Berat trip plug membuatnya turun kebawah sampai pada stage
cementing collar (pada lower inner sleeve).
2.8.3 Spesifikasi
Tabel 2.8 Spesifikasi Trip Plug
Casing size OD Length Weight
4 ½ 4 ½ 8 ½ 2
5 ½ 5 8 ½ 2 ½
6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4
7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼
7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼
8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼
9 5/8 9 9 ¾ 7 ½
10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8
11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13
12 ¾ 12 ¼ 12 ¼ 15
13 ¾ 12 ¾ 13 ¾ 15
16 16 16 ½ 35
18 5/8 18 ¼ 20 ½ 63
20 19 ¾ 20 ½ 63
2.9 Mac Clatchie Cementing Head
2.9.1 Fungsi
Untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk kedalam lubang bor
2.9.2 Mekanisme
Cara penggunaannya pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug
dengan jalan membuka dan memasang kembali.
2.9.3. Spesifikasi
Tabel 2.9 Spesifikasi Mac Clathie Head
Casing Head, mm Weight, kg Test Pressure, psi
88.9 100 8000
114.3 105 8000
127.0 120 7000
139.7 125 8000
168.3 140 7000
2.10 Mixing Hopper
2.10.1 Fungsi :
Mixing Hopper merupakan peralatan yang berfungsi sebagai tempat
untuk menambah additives ke dalam lumpur.
2.10.2 Mekanisme Kerja :
Mixing Hopper adalah peralatan yang bentuknya menyerupai corong.
Melalui corong ini, additives padat ke dalam zat cair pengeboran pada waktu
perawatan di dalam kolam Lumpur. Hopper Jet bekerja berdasarkan prinsip
pakum atau ruang hampa. Hopper-hopper pencampuran ini dapat
mengerjakan 5 sampai 10 karung (sampai 400 Kg) bahan-bahan dalam
semenit.
2.10.3 Spesifikasi
Tabel 2.10 Spesifikasi Mixxing Hopper
Length Overal 8 ft 0 in
High Overal 3 ft 4 in
Width Overal 5 ft 1 in
2.11 Casing
2.11.1 Fungsi
Untuk memperkuat dinding lubang bor dengan semen,, memisahkan
zona produktif dan melindungi lubang bor dari keruntuhan.
2.11.2 Mekanisme Kerja
Casing dipasang mulai dari permukaan yang disebut dengan surface
acsing. Lalu memasang coductor casing, intermidiate casing dan yang
terakhir pada zona formasi produktif adalah production casing, dimana
semakin kedalam diameter casing semakin kecil.
2.11.3 Spesifikasi
Tabel 2.11 Spesifikasi CasingDiameter Grade Panjang Berat Thread Size CDode Order
26”
20”
13 3/8”
9 5/8”
7”
p 110
h 40
j 55
n 80
30 ft/stand 23 lb/ft
26lb/ft
29lb/ft
4 thread / in 4 ½
5
8 5/8
133/4
16
5611-044
56011-050
56011-085
56011-133
56011-100
2.12 Stage Cementing Collar
2.12.1 Fungsi
Untuk melewatkan bubur semen setelah Primary cementing dan untuk
menghindari tekanan pompa berlebihan.
2.12.2 Mekanisme Kerja
Penyemenan bertingkat dilakukan bila sumur terlalau dalam dan
formasi diatas dan dibawah zona cukup kompak dan jauh. Maka alat alat ini
dapat digunakan pada saat kondisi tersebut.
2.12.3 Spesifikasi
Tabel 2.12 Spesifikasi Stage Cementing CollarNormal Size Length (in) OD (in) Code
4 ½ 32 ¼ 5.1562 54001-54044
5 33 ¼ 6.0500 54001-54050
7 34 ¼ 82500 54001-54070
8 5/8 35 ¼ 10.000 54001-54085
3. Komposisi Kimia Pembuatan Semen
Semen yang digunakan dalam industry perminyakan adalah semen
Portland, kemudian dikembangkan oleh joseph aspdin tahun 1824. Disebut
Portland karena asal mula bahannya berasal dari pulau Portland Inggris. Semen ini
termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras apabila bertemu atau
bercampur dengan air. Semen Portland mempunyai 4 komponen mineral utama,
yaitu :
3.1 Tricalcium silicate (3CaO SiO2 )
Dinotasikan sebagai C3S yang dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2 da
merupakan komponen terbanyak dalam Portland semen, sekitar 40-45% untuk
semen yang lambat proses pengerasannya, dan 60-65% untuk semen yang cepat
proses pengerasannya. Komposisi ini memberikan strength yang terbesar pada
awal pengerasan.
3.2 Dicalcium Silicate (2CaO SiO2)
Dinotasikan sebagai C2S yang juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2,
memberi pengaruh terhadap strength semen akhir. C2S menghidrasi sangat lambat
sehingga tidak berpengaruh dengan setting time semen, tetapi sangat berpengaruh
dalam kekuatan semen lanjut dan kadarnya tidak lebih dari 20%.
3.3 Tricalcium Aluminate (3CaO Al2 O3 )
Dinotasikan sebagai C3A yang terbentuk dari reaksi CaO dan AL2O3 kadarnya
15% untuk high early Strength dan 3% untuk terhadap kandungan sulfate, namun
berpengaruh terhadap rheologi suspense dan membantu proses pengerasan awal
semen.
3.4 Tetracalcium Aluminoferrite (4CaO AL2O3 Fe2o3)
Dinotasikan sebagai C3AF yang terbentuk dari reaksi CaO2Al2O3 dan Fe2O3.
Kadarnya tidak boleh lebih dari 24% untuk semen yang tahan terhadap kandungan
sulfate tinggi. Penambahan oksida besi yang berlebihan akan menaikan kadar
C4AF dan menurunkan kadar C3A dan menurunkan panas hasil reaksi /hidrasi C2S
dan C3S.
4. Klasifikasi Semen
API telah melakukan pengklasifikasian semen kedalam beberapa kelas
guna mempermudah pemilihan dan penggolongan semen yang akan digunakan,
pengklasifikasian ini berdasarkan pada kondisi sumur, temperature, tekanan dan
kandungan yang terdapat pada fluida formasi.
Klasifikasi semen yang dilakukan API terdiri dari:
Kelas A
Semen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (permukaan) sampai 6.000 ft.
semen ini terdapat dalam tipe biasa (ordinary type) saja, dan mirip dengan semen
ASTM C-150 tipe I.
Kelas B
Semen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6.000 ft, dan tersedia dalam
jenis yang tahan terhadap kandungan sulfat menengah dan tinggi (moderate dan
high sulfate resistant)
Kelas C
Semen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6.000 ft, dan mempunyai
sifat high-early strength (proses pengerasannya cepat) semen ini tersedia dalam
jenis moderate dan high sulfate resistant.
Kelas D
Semen kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft sampai 12.000 ft, dan
untuk kondisi sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini
tersedia juga dalam jenis moderate dan high sulfate resistant
Kelas E
Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft sampai 14.000 ft, dan
untuk kondisi sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini
tersedia juga dalam jenis moderate dan high sulfate resistant
Kelas F
Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 10.000 ft sampai 16.000 ft, dan
untuk kondisi sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini
tersedia dalam jenis high sulfate resistant.
Kelas G
Semen kelas G digunakan dari kedalaman 0 sampai 8.000 ft, dan merupakan
semen dasar. Bila ditambahkan retarder semen ini dapat dipakai untuk sumur
yang dalam dan range temperature yg cukup besar. Semen ini tersedia dalam jenis
moderate and high sulfat resistant
Kelas H
Semen kelas H digunakan dari kedalaman 0 sampai 8000ft dan merupakan semen
dasar pula. Dengan penambahan accelerator dan retarder semen ini dapat
digunakan pada range temperature dan kedalaman yg besar. Semen ini hanya
tersedian dalam jenis moderate sulfate resistant
5. PEMBAHASAN
Salah satu faktor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi
pemboran adalah penyemenan. Berhasil tidaknya suatu pemboran, diantaranya
tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Penyemenan
bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang sumur, melindungi casing
dari masalah-masalah mekanis dan fluida formasi yang bersifat korosif, serta
untuk memisahkan zona yang satu dengan zona yang lain dibelakang casing.
Penyemenan condoctor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya
kontaminasi fluida pemboran dengan formasi. Penyemenan intermediate casing
bertujuan untuk menutup tekanan formasi abnormal atau untuk mengisolasi
daerah lost circulation. Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah
terjadinya aliran antar formasi dan mencegah terjadinya korosi pada casing.
Centralizer dan scratchers dipasang pada bagian luar casing untuk
menengahkan casing (agar didapatkan cincin semen yang baik) dan
membersihkan dinding lubang bor dari mud cake.
Perbedaan antara mac clatchie cementing head dengan plug container yaitu
pada plug container bottom dan top plug sudah terpasang sebelumnya sedangkan
pada mac clatchie cementing head bottom plug dan top plug belum terpasang.
BAB III
ANALISA
Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran
(mixing) dan pendesakan (displacement) bubur semen (slurry) melalui casing
sehingga mengalir ke atas melewati annulus di belakang casing sehingga casing
terikat ke formasi . Pada umumnya penyemenan bertujuan untuk melekatkan
casing pada dinding lubang bor, melindungi casing dari masalah-masalah mekanis
sewaktu pemboran berlangsung (seperti torsi yang tinggi dan lain-lain),
melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosif dan untuk
memisahkan zona yang lain di belakang casing. Penyemenan merupakan faktor
yang paling penting dalam operasi pemboran sehingga dapat mereduksi
kemungkinan-kemungkinan permasalahan secara mekanis sewaktu melakukan
pemboran pada trayek selanjutnya.
Didalam proses penyemenan, terdapat juga alat alat instrument yang
sanagat penting. Alat alat instrument dalam proses cementing terdiri dari beberapa
bagian,yaitu :
1. Consistometers
o High Pressure, High Temperature (HPHT) Consistometers
o Bench-top Consistometers
o Atmospheric Consistometers
2. Compressive Strength Tester
o Ultrasonic Cement Analyzer (UCA)
o Cement Cube Testing
3. Static Gel Strength dan Gas Migration Analyzer
o Static Gel Strength Analyzer (SGSA)
o Cement Hydration Analyzer
o Gas Migration Analyzer
4. Mechanical Properties Testing
o Mechanical Properties Analyzer
5. Fluid Loss Tester
o Stired Fluid Loss
6. Cement Viscosity
o Direct Indicating Viscometers
o Computer Controled Viscometers
o Direct Indicating Field Viscometers
7. Slurry Preparation
o Constant Speed Mixer
o Atmospheric Consistometers
o Wettability Tester
Dari materi yang ada diatas, saya akan menjelaskan tentang Ultrasonic Cement
Analyzer (UCA) keluaran dari Fan Instrument Company.
BAB IV
PEMBAHASAN
1. Ultrasonic Cement Analyzer
Ultrasonic Cement Analyzer (UCA) adalah alat instrument yang
digunakan untuk menguji sample semen pada suhu tinggi dan tekanan untuk
tujuan memprediksi kuat rekat semen. Untuk setiap aplikasi, semen dirancang
dengan sifat khusus dan ZAT aditif yang tekandung di dalamnya memepengaruhi
kepadatan bubur, volume, viskositas, kekuatan tekan dan waktu penebalan. Waktu
penebalan atau waktu bubur semen masih dapat dipompa ke dalam sumur adalah
salah satu sifat yang paling penting dalam merancang bubur. Waktu penebalan
singkat yang diinginkan, dengan tetap menjaga sifat sifat khusus dari desain
semen. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat untuk mengetes suatu bubur semen
sebelum diapai guna untuk dapat memprediksi layak atau tidaknya semen itu
digunakan pada suatu plant atau sumur.
2. Bagian dari Ultrasonic Cement Analyzer
Dalam Ultrasonic Cement Analyzer (UCA) terdapat tiga bagian yang
penting, yaitu
1. Ultrasonic Cement Analyzer Processor
UCA processor menyediakan metode non-destructive untuk
menguji kekuatan relative sample semen dengan suhu dan tekanan dengan
kondisi yang sama dengan dibawah lubang sumur.
Teori operasinya berbasis korelasi antara kecepatan gelombang ultrasonic di
sampel semen dan kekuatan tekan. Indikasi kekuatan ditentukan dengan
mengukur perubahan kecepatan sinyal ultrasonic yang ditransmisikan memalui
sampel semen.
UCA controller software sangat penting untuk ultrasonic cement testing
system. Software ini digunakan utuk mengontrol autoclave. UCA controller
software mengendalikan Ultrasonic Sub-System. Ini memicu pengiriman
gelombang ultrasonic melalui sampel dalam autoclave dan dalam langkah-langkah
pengembalian gelombang ultrasonic diujung sampel. Software ini kemudian
menganalisa untuk menghitung waktu transit. Karena software mengetahui awal
transit time, maka software dapat mengkalkulasi kuat tekanan setiap pengukuran
transit time berikutnya. Disaat yang sama, software juga mengukur suhu saat itu,
set point dan juga semua plot informasi yang mudah untuk melihat hasil grafik.
Software juga berkomunikasi dengan pengontrol suhu di autoclave untuk
menganalisa dan merekam informasi suhu yang diinginkan.
Ultrasonic Cement Analyzer Processor (tampak depan)
Ultrasonic Cement Analyzer Processor (tampak belakang)
2. Ultrasonic Cement Analyzer Autoclave
UCA Autoclave berisi sample bubur semen yang diuji didalam ruang uji
baja tekanan tinggi. Cocok untuk tes hingga 20k psi dan 400°F. Ruang tes ini
mempunyai Metal-sheathed Thermocouple yang bersentuhan langsung dengan
bubur semen atau cairan (air) disekitar sampel. 2 tranduser ultrasonic terletak
diatas dan dibawah sampel untuk mengukur waktu transit. Ada sebuah spring yg
berada di heating jacket yang memepertahankan kontak fisik dengan ruang tes
untuk memaksimalkan perpindahan panas untuk sampel. Cooling tubes
dimasukkan kedalam heating jacket untuk akhir test pendinginan
Setiap UCA autoclave berisi pengontrolan suhu, digunakan untuk
mengatur tingkat pemanasan sampel sendiri. Data suhu diteruskan ke UCA
processor untuk ditampilkan dan direkam dengan data uji lainnya. Switch
mematikan sistem pemanas, sedangkan control suhu diprogram sebelum
pengujian dimulai. Chamber supply valve memungkinkan tekanan hidrolik dari
UCA pressure source untuk memasuki ruang tes. Setelah tekanan pada ruangan
sesuai dengan yang diinginkan, maka katup ini akan tertutup selama pengetesan.
Chamber Vent valve memungkinkan tekanan hidrolik dalam ruang test terbuang.
Katup ini biasanya juga tertutup selama pengetesan. Front-mounted pressure
gauge terus memberikan informasi langsing tentang tekanan yang ada didalam
ruang sampel. Coolant supply valve memungkinkan pendinginan(biasanya air)
mengalir melalui cooling coils yang merupakan bagian integral dari heating
jacket. Selama test, katup ini juga tertutup. Dua coaxial cabel (berlabel data dan
trigger) menghubungkan UCA autoclave ke UCA processor. 8 kabel conductor
antara UCA autoclave dan UCA processor dapat mencatat suhu sampel direkam
selama pengujian
UCA Autoclave (tampak depan)
UCA Autoclave (tampak belakang)
3. Ultasonic Cement Anayzer Pressure Source
UCA pressure source memberikan tekanan hidrolik ke UCA
autoclave. Tekanan ini dapat diberikan langsung ke UCA autoclave atau melalui
manifold untuk memasok tekanan (maksimal 8) ke UCA autoclave.
UCA pressure source(tampak depan)
UCA pressure source (tampak belakang)
3. Secification UCA
1. UCA Autoclave Specification
2. UCA Processor Specification
3. UCA pressure source specification
4. Features UCA
4.1 UCA autoclave Mechanical
Chamber supply dan Chamber vent adalah katup manual yang mengontrol
tekanan masuk dan keluar dari ruang sampel. Selama pengujian, chamber supply
biasanya terbuka. Chamber pressure adalah indicator tekanan yang menunjukkan
tekanan yg diterapkan oleh sumber tekanan. Coolant supply adalah katup manual
yang memungkinkan pendingin( biasanya air) mengalir melalui heating dan
cooling jacket. Selama pengujian, katup ini biasanya tertutup. High pressure sub-
system dilindungi oleh burst disc yang membatasi tekanan dan aman mengontrol
pelepasan over-pressure.
4.2 UCA autoclave Control and indicator
Main power switch menyala ketika listrik dipasang pada sirkuit UCA
autoclave. Heat switch terletak dibawah main power switch di panel depan, biasa
digunakan untuk menyalakan dan mematikan sirkuit pemanas tanpa mengganggu
daya ke seluruh alat. Temperatur Controller mengatur kekuatan yang digunakan
pada heather circuit untuk mencapai atau mempertahanlan suhu yang diinginkan
dalam ruang sampel. Temperature control terus menerus membandingkan suhu
yanf diinginkan(set point) dengan membaca suhu dari thermocouple di ruang
sampel.
4.3 UCA Processor
Ketika UCA Control System Software pertama kali dimulai, software akan
menampilkan main screen seperti dibawah ini.
4.3.1. Main Screen
Ini adalah screen pertama yang menampilkan bahwa program telah
terbuka. Deskripsi dari beberapa komponen di display akan dijelaskan dibawah
ini.
UCA processor main screen
4.3.1.1 Menu Bar
Menu bar memungkinkan pengguna untuk mengakses
beberapa fungsi dari keseluruhan program. Gunakan menu bar nutuk mengatur
konfigurasi system, menampilkan windows, dan melihat berbagai mesin. Menu
bar dari program ini memiliki item berikut:
Menu Bar
4.3.1.2 File
File menu saat ini hanya memiliki satu item menu bernama
Exit. Exit menu item digunakan untuk menutup program
4.3.1.3. Edit.
Edit menu memiliki 2 menu item. Item tersebut adalah:
4.3.1.3.1 Screen Layout
Gunakan item ini untuk mengatur visualisasi
berbagai windows mesin.
4.3.1.3.2 System Configuration
Gunakan item ini untuk mengatur parameter system.
Parameter system diset sekali pada saat instalasi mesin.
4.3.1.4 View
Gunakan item dibawah menu View untuk menghasilkan
windows untuk setiap mesin atau menggunakan 2 item menu tile untuk membuka
windows untuk 4 mesin sekaligus. Semua fungsi menu View tersedia pada toolbar
di Quick access.
4.3.1.5 Help
Item ini disebut Online help yang membuka Help file.
Menu ini embuka kotak dialog (dialog box) yang menunjukkan revision dari
software
4.3.1.6 Tool bar
Tool bar memberikan akses ke semua fungsi program. Dari
sini, pengguna dapat membuka machines interface atau melihat satu set dari 4
mesin yang ditetapkan pengguna dalam bentuk file yg tersusun rapi.
4.3.1.7 Star Machine Buttons
Ada 8 start machine buttons yang digunakan ntuk
memunculkan interface pengguna untuk mesin 1-8 masin masing. Mengklik
tombol akan membuka windows untuk setiap mesin. Jika machine windows telah
terbuka, klik tombol, dan itu akan membuatnya aktif.
4.3.1.8 Tile Button
Ada dua tile button di tool bar, ketika diklik, maka akan
membuka set dari 4 mesin sesuai dengan layout depicted (tata letak) yang
digambarkan pada masing masing tile button.
4.3.1.9 Help Button
Dengan mengklik tombol help, tombol help akan
menampilkan bagian tertentu dari online help.
4.3.2 Machine Interface
Kliksalah satu tombol di main screen ( lihat 4.3.1 main screen)
buka interface masing masing mesin. Windows interface dapat diubah ukurannya
dengan mengklik tombol maksimal atau dengan menyeret tepi windows dengan
ukuran yg diinginkan.
Machine Interface Windows
4.3.2.1 Machine Interface windows
4.3.2.1.1 Title Bar
Window title bar menunjukkan Machine Windows,
pada,misalnya jika mesin 1, windows menyebut Mesin 1. Jika test telah dimulai
pada mesin ini, akan berubah menjadi “mesin 1 tes dimulai <tanggal>” dimana
tanggal dan waktu terlihat ketika test dimulai
Title Bar
Click 2x di title bar akan membuat windows maksimal
4.3.2.1.2 Elapsed Time
Indicator ini menampilkan waktu dalam format
HH:MM:SS. Elapsed time menghitung jumlah waktu ketika test berjalan. Elapsed
time adalah sumbu X(x-axis) dari result Graph
4.3.2.1.3 Transit Time
Indikator ini menampilkan waktu transit dalam
us(micro detik) waktu transit adalah jumlah waktu yang dibutuhkan gelombang
ultrasonic untuk melakukan perjalanan melalui sampel semen. Transit time adalah
sumbu Y(y-axis) dari result graphic
Indicators
4.3.2.1.4 Compresor Strength (Comp.Str.)
Kekuatan tekan yang berasal dari analisis ultrasonic
ditampilkan dalam layar ini. Unit pengukuran kuat tekan bisa berupa PSI atau
MPa. Compressive strength disebut sebagai salah satu dari sumbu-y (y-axis).
4.3.2.1.5 Temperature
Hal ini menunukkan suhu saat itu di system. Suhu
dibaca langsung dari pengontrolan suhu pada unit autoclave.
4.3.2.1.6 Changing Parameter Color
Mengklik kana pada transit time,compressive
strength, atau suhu dan memilih warna dengan membuka color selection box.
Pengguna dapat memilih warna ppilihan mereka masing masing parameter
tersebut. Mengklik warna perubahan plot, skala dan warna indicator dengan warna
yang dipilih.
Color Selection Box
4.3.2.2 Set Point
Set point adalah suhu target saat ini, dimana temperature
controller pada autoclave digunakan untuk meningkatkan dalam waktu tertentu.
4.3.2.3 Resulth Graph
Ketika pengujian berlangsung, hasil akan ditampilkan pada
indicator masing masing. Pada saat yang sama, nilai diplot pada hasil grapfik
Result Graph and signal graph
4.4. UCA autoclave temperature controller software
- tekan dan tahan sampai display muncul
Press to select config
-Press lagi untuk memasukkan security code.
-Pass is displayed momentarily. You are now in config level
symbol indicates further sub-headers are available
-to select these press
Acces
Press to change go to level
4.5 UCA Pressure Source
Cairan hidrolik (biasanya air) ditekan oleh udara bertekanan
dengan pompa piston. Tekanan output dikontrol oleh tekanan udara
regulator manual pada sisi input dari pompa. Front panel dipasang alat
pengukur yang menunjukkan udara dan tekanan hidrolik. Sebuah filter
pada air supply menghilangkan kotoran dan kondensasi sebelum mencapai
regulator dan pompa. Individual valves pada setiap UCA autoclave dalam
system berjenis memungkinkan isolasi lengkap dari autoclave untuk
maintenance atau ketika tekanan yang berbeda digunakan secara
bersamaan. Internal rupture disk mencegah over-pressurizing system.
5. OPERATION
Menjalankan Test
- pasang slurry cup yang telah diisi bubur semen dan masukkan ke dalam
test cell, putar pin bawah melibatkan table cup drive
- Setelah Slurry cup dimuat ke dalam sel, mekanisme tranducer didorong ke
slurry cup paddle shaft dan test cell contact pins. Bagian atas paddle shaft
akan rata dengan bagian atas pengukuran torsi bantalan.
- Periksa untuk memastikan bahwa slurry cup dan pot mech terpasang
dengan benar.
- Sekrup steker uji sell ke dalam silinder
- Geser thermocouple melalui test plug cell kedalam slurry cup paddle shaft,
tapi jangan mengencangkan thermocouple saat ini. Pastikan termmokouple
terpasang di bagian atas slurry cup
- Geser tombol POWER ke posisi ON
- Buka Pressure valve kiri/kanan pada silinder ditekan
- Putar saklar PUMP ke posisi ON dan memutarnya searah jarum jam katup
pump regulator sampai silinder mencapai tekanan set point yang
diinginkan. Jika silinder tidak akan mencapai titik tekan point yg
diinginkan, putar searah jarum jam katup Pressure Relief sampai silinder
mengembangkan tekanan yang diinginkan
- P u t a r v a l v e P R E S S U R E R E L I E F b e r l a w a n a n
p e r l a h a n - l a h a n s a m p a i tekanan sel uji mulai turun sedikit di
bawah set point. Lanjutkan memutar kenop regulator perlahan-lahan
sampai tekanan dalam sel uji sama dengan batas atas tekanan tes yang
diinginkan
- Putar tombol HEATER ke ON. ( Pemanas dan pompa tidak akan
mulai sampai program start up dimulai melalui controller )
- Untuk memulai tes, program Pengontrol Suhu harus dimulai
sebagai berikut: Tekan tombol Auto / Man untuk menempatkan
controller dalam modus Auto. Tekan tombol Run / Hold untuk memulai program.
Lampu OP1 harus mulai berkedip yang menunjukkan output kontrol untuk
pemanas dan atau pompa.
- T o m b o l C O O L A N T h a r u s O F F .
- Lalu analysis uji sement di tampilkan melalui software yang
telah terkoneksi dari alat Ultrasonic Cement Analyzer ke PC ( Personal
Computer ) dalam bentuk display yang di kerjakan dan diteliti oleh
seorang operator
Mengakhiri Test
- P u t a r s a k l a r H E A T E R k e p o s i s i O F F .
- P u t a r Con t ro l l e r S uhu o f f dengan menek an tom bo l Run /
T aha n se l am a tiga detik.
- P u t a r s a k l a r C O O L A N T k i r i a t a u k a n a n k e p o s i s i
O N u n t u k mendinginkan sel uji. Memonitor suhu sel uji menggunakan
Controller Suhu. Gunakan pompa untuk mempertahankan tekanan pada sel
uji sampai sel dingin. Bila suhu di bawah 200° F ( 93° C ) saklar pompa
dapat berubah ke posisi OFF dan katup PRESSURE RELEASE dibuka.
Kegagalan untuk menjaga tekanan pada suhu di atas 212° F ( 100° C )
dapat menyebabkan air dalam sel tes untuk menjadi uap.
- H i d u p k a n T E K A N A N K i r i v a l v e / K a n a n k e p o s i s i
O P E N ( b e r l a w a n a n ).
- J i k a a da t e s l a i n be r j a l a n , pu t a r t ombo l P OW ER MA IN ke
pos i s i OF F .
- T u t u p k a t u p P R E S S U R E R E L E A S E ( s e a r a h j a r u m
j a m ) . K e g a g a l a n untuk melakukannya akan mengakibatkan
kebocoran air.
- L e p a s k a n t e r m o k o p e l d a r i k e p a l a s i l i n d e r .
- Lep as k an kep a l a s i l i nde r de n gan menekan ke pa l a s i l i nd e r
den gan pa l u .
- M e n g g u n a k a n s l u r r y c u p b a i l . C a n g k i r h a r u s
d i r e n d a m s e g e r a d a l a m wadah berisi air dingin.
- Be r s i hkan s lu r r y cup m enye l u ruh dan coa t i t d eng an
g r ea s e .
6. Part List
O-Searing Tools
Bottom Chamber Lid
Tool On O-Ring
Feed Sleeve
Feed Sleeve Cup
BAB V
PENUTUP
KESIMPULAN
1. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
o Peralatan diatas permukaan
o Peralatan dibawah permukaan
2. Peralatan penyemenan diatas permukaan meliputi :
o Cementing unit
o Flow line
o Cementing head
3. Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :
o Casing
o Centralizer
o Scratchers
o Peralatan floating
o Shoe trach
o Cementing plug
4. Penyemenan bertingkat dilakukan bila :
o Sumur terlalu dalam
o Formasi diatas dan dibawah zona yang disemen cukup kompak dan
cukup jauh
o Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat
mengurangi biaya.
5. Menurut tujuannya penyemenan dapat dibagi :
o Primary cementing
o Secondary cementing
o Squeeze cementing
o Re-cementing
o Plug back cementing
Alat Instrument yang digunakan di proses cementing
1. Consistometers
o High Pressure, High Temperature (HPHT) Consistometers
o Bench-top Consistometers
o Atmospheric Consistometers
2. Compressive Strength Tester
o Ultrasonic Cement Analyzer (UCA)
o Cement Cube Testing
3. Static Gel Strength dan Gas Migration Analyzer
o Static Gel Strength Analyzer (SGSA)
o Cement Hydration Analyzer
o Gas Migration Analyzer
4. Mechanical Properties Testing
o Mechanical Properties Analyzer
5. Fluid Loss Tester
o Stired Fluid Loss
6. Cement Viscosity
o Direct Indicating Viscometers
o Computer Controled Viscometers
o Direct Indicating Field Viscometers
7. Slurry Preparation
o Constant Speed Mixer
o Atmospheric Consistometers
o Wettability Tester