PENYEMENAN

Mengapa sumur harus disemen ?

Penyemenan sumur digolongkan menjadi dua bagian :

Pertama, primary cementing, yaitu penyemenan pada saat sumur sedang dibuat. Sebelum penyemenan ini dilakukan, casing dipasang dulu sepanjang lubang sumur. Campuran semen (semen + air + aditif) dipompakan ke dalam annulus (ruang/celah antara dua tubular yang berbeda ukuran, bisa casing dengan lubang sumur, bisa casing dengan casing). Fungsi utamanya untuk pengisolasian berbagai macam lapisan formasi sepanjang sumur agar tidak saling berkomunikasi. Fungsi lainnya menahan beban aksial casing dengan casing berikutnya, menyokong casing dan menyokong lubang sumur (borehole).

Kedua, remedial cementing, yaitu penyemenan pada saat sumurnya sudah jadi. Tujuannya bermacam-macam, bisa untuk mereparasi primary cementing yang kurang sempurna, bisa untuk menutup berbagai macam lubang di dinding sumur yang tidak dikehendaki (misalnya lubang perforasi yang akan disumbat, kebocoran di casing, dsb.), dapat juga untuk menyumbat lubang sumur seluruhnya.

Semen yang digunakan adalah semen jenis Portland biasa. Dengan mencampurkannya dengan air, jadilah bubur semen (cement slurry). Ditambah dengan berbagai macam aditif, properti semen dapat divariasikan dan dikontrol sesuai yang dikehendaki.

Semen, air dan bahan aditif dicampur di permukaan dengan memakai peralatan khusus. Sesudah menjadi bubur semen, lalu dipompakan ke dalam sumur melewati casing. Kemudian bubur semen ini didorong dengan cara memompakan fluida lainnya, seringnya lumpur atau air, terus sampai ke dasar sumur, keluar dari ujung casing masuk lewat annulus untuk naik kembali ke permukaan. Diharapkan seluruh atau sebagian dari annulus ini akan terisi oleh bubur semen. Setelah beberapa waktu dan semen sudah mengeras, pemboran bagian sumur yang lebih dalam dapat dilanjutkan.

Untuk apa directional drilling dilakukan ? Secara konvensional sumur dibor berbentuk lurus mendekati arah vertikal. Directional drilling (pemboran berarah) adalah pemboran sumur dimana lubang sumur tidak lurus vertikal, melainkan terarah untuk mencapai target yang diinginkan.

Tujuannya dapat bermacam-macam :

1. Sidetracking : jika ada rintangan di depan lubang sumur yang akan dibor, maka lubang sumur dapat dielakkan atau dibelokan untuk menghindari rintangan tersebut.
2. Jikalau reservoir yang diinginkan terletak tepat di bawah suatu daerah yang tidak mungkin dilakukan pemboran, misalnya kota, pemukiman penduduk, suaka alam atau suatu tempat yang lingkungannya sangat sensitif. Sumur dapat mulai digali dari tempat lain dan diarahkan menuju reservoir yang bersangkutan.
3. Untuk menghindari salt-dome (formasi garam yang secara kontinyu terus bergerak) yang dapat merusak lubang sumur. Sering hidrokarbon ditemui dibawah atau di sekitar salt-dome. Pemboran berarah dilakukan untuk dapat mencapai reservoir tersebut dan menghindari salt-dome.
4. Untuk menghindari fault (patahan geologis).
5. Untuk membuat cabang beberapa sumur dari satu lubung sumur saja di permukaan.
6. Untuk mengakses reservoir yang terletak di bawah laut tetapi rignya terletak didarat sehingga dapat lebih murah.
7. Umumnya di offshore, beberapa sumur dapat dibor dari satu platform yang sama sehingga lebih mudah, cepat dan lebih murah.
8. Untuk relief well ke sumur yang sedang tak terkontrol (blow-out).
9. Untuk membuat sumur horizontal dengan tujuan menaikkan produksi hidrokarbon.
10. Extended reach : sumur yg mempunyai bagian horizontal yang panjangnya lebih dari 5000m.
11. Sumur multilateral : satu lubang sumur di permukaan tetapi mempunyai beberapa cabang secara lateral di bawah, untuk dapat mengakses beberapa formasi hidrokarbon yang terpisah.

Pemboran berarah dapat dikerjakan dengan peralatan membor konvensional, dimana pipa bor diputar dari permukaan untuk memutar mata bor di bawah. Kelemahannya, sudut yang dapat dibentuk sangat terbatas. Pemboran berarah sekarang lebih umum dilakukan dengan memakai motor berpenggerak lumpur (mud motor) yang akan memutar mata bor dan dipasang di ujung pipa pemboran. Seluruh pipa pemboran dari permukaan tidak perlu diputar, pipa pemboran lebih dapat “dilengkungkan” sehingga lubang sumur dapat lebih fleksibel untuk diarahkan.

http://nengsri.blogspot.com/2008/06/penyemenan-cementing.html

PAHAT PEMBORAN (DRILLING BIT)

Kegunaan Pahat Bor

Untuk mendapatkan kedalaman yang diharapkan diperlukan suatu alat yang letaknya di ujung rangkaian pipa pemboran dinamakan mata bor atau bit. Mata bor atau bit adalah alat yang terpasang di ujung paling bawah dari rangkaian pipa yang langsung berhadapan dengan formasi atau batuan yang di bor. Adanya putaran dan beban yang diperoleh dari rangkaian pipa bor diatasnya, akan menyebabkan mata bor itu menghancurkan batuan yang terletak dibawah sehingga akan menembus semakin dalam bebatuan tersebut. Lumpur yang disirkulasikan akan keluar melalui mata bor dan menyemprotkan langsung kebatuan yang sedang dihancurkan di dasar lubang bor. Semprotan ini akan ikut membantu menghancurkan batuan-batuan itu. Batuan yang disemprot oleh Lumpur tadi akan lebih mudah lagi dihancurkan oleh mata bor, sehingga dengan demikian akan diperoleh laju pemboran yang lebih cepat.

Jenis Pahat
Ada tiga macam mata bor jika dilihat dari jenis batuan yang dibor, yaitu :
Mata bor untuk batuan lunak , bentuk gigi panjang dan langsing.
Mata bor untuk batuan sedang, bentuk gigi agak pendek dan tebal.
Mata bor untuk batuan keras, bentuk gigi pendek dan tebal.

Berdasarkan structure pemotong (cutter) dan bantalannya dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Wing Bit
Dipergunakan untuk dilapisan permukaan, umumnya dipakai pada lubang-lubang besar untuk stove pipe yang dalamnya berkisar atara 0 – 30m. Ukuran pahat tersebut biasanya 36 inchi.

Roller Cone
Pahat roller cone biasa dipakai untuk lapisan lunak sampai lapisan keras.

Diamond
Pahat Diamond merupakan sejenis bahan yang mempunyai kekerasan yang sama dengan intan (intan industri) dipakai apabila pahat biasa sudah tidak dapat menembus formasi, umumnya untuk lapisan-lapisan yang keras.

Dari ketiga macam jenis pahat tersebut yang terbanyak dipergunakan adalah jenis Roller Cone.

Pahat roller cone yang biasa dipakai di buat oleh beberapa pabrik yaitu ;
Hughes
Reed
Varel
Smith
Security

Roller Cone dibagi juga dengan klasifikasi dan kekerasan pahat itu sendiri yaitu dengan no. code misalnya untuk yang soft IADC code : 111, 114 ( International Assosiation Drilling Code ).Kekerasan pahat disesuaikan dengan formasi yang akan dilaluinya misalnya : soft to medium, medium to hard, untuk mempermudah mengenal apakah pahat itu untuk formasi lunak, sedang dank eras maka yang perlu diperhatikan adalah bentuk gigi pahat tersebut.

Pemilihan Pahat
Didalam pemilihan pahat adalah, Pahat yang dipergunakan untuk mengebor formasi tertentu, tergantung pada kekerasan batuan dari formasi tersebut. Pahat yang dipakai untuk mengebor batuan lunak tidak dapat berfungsi dengan baik bila dipakai untuk mengebor batuan sedang atau batuan keras.Pengetahuan tentang pemilihan pahat untuk mengoptimasikan pemboran tidak seluruhnya teoritas, tetapi dalam banyak hal pemilihan ini tergantung pada pengalaman-pengalaman yang didapat dalam pemboran didaerah yang sudah diketahui atau dikenal.
Hasil pemilihan pahat ini sangat penting karena menyangkut :
Biaya dari pahat.
Rig cost
Round trip / cabut masuk.
Dari ketiga biaya ini barulah dapat menghitung operation cost ( biaya operasi).

Dalam pemboran harus dicatat kemajuan pemboran serta memeriksa serbuk bor yang keluar untuk mengetahui kekerasan dari formasi yang akan ditembus. Semua data yang dicatat pada saat pemboran berlangsung sangat penting karena menyangkut waktu dan biaya, juga sebagai data bila dilakukan pemboran ulang ditempat yang sama. Pemilihan pahat yang tidak sesuai akan memakan waktu yang lama sehingga pahat harus dicabut dan diganti. Untuk daerah-daerah yang baru biasa disebut daerah Eksplorasi ketelitian pemilihan pahat sangat diperlukan dan perlu dilakukan study pemakaian pahat yaitu dengan meneliti kemungkinan bergantinya lapisan formasi dari laju pemboran maupun dari serbuk-serbuk bor (cutting) yang keluar terbawa Lumpur bor.
Dari hasil ini perlu melihat data-data dari pahat itu sendiri berupa beban yang diizinkan untuk pahat tersebut, kemudian berapa putaran pipa atau string yang diperbolehkan. Semua petunjuk mengenai pahat yang akan dipakai haruslah sesuai bila kita ingin mencapai laju pemboran yang kita inginkan.

Beban pada pahat

Beban yang diberikan terhadap pahat merupakan factor yang sangat penting, yaitu dimana saat pahat mulai bekerja ( bor ) maka beban pahat mulai dinaikan perlahan-lahan dengan melihat laju dengan bertambahnya beban yang diberikan pada pahat. Dari beban pahat kemudian perlu mengetahui kecepatan putar ( RPM ).

Kecepatan Putar
Laju pemboran akan meningkat dengan kenaikan kecepatan putar secara exponential.
Dari pemakaian pahat bor ( drilling bit ) yang perlu diperhatikan bahwa setiap barang mempunyai umur tertentu demikian juga pahat bor ( bit life ).

Keausan pada gigi pahat dan bantalan pahat.
Disamping umur dari pahat juga tertentu, maka keausan gigi dan bantalan pahat perlu diperhatikan. Contoh yang perlu diperhatikan pada saat operasi pemboran berlangsung, dengan menurunnya laju pemboran maupun sering adanya torque ( torsi ) pada saat mengebor.
Dalam pemakaian pahat untuk mengebor batuan maka gigi pahat dan bantalan akan menjadi aus, laju keausan dari gigi pahat dan bantalan tersebut tergantung kepada type batuan, beban pada pahat ( WOB ), kecepatan putar ( RPM ) dan sifat-sifat Lumpur pemboran.
Untuk mengoptimasikan pemboran maka pahat tersebut harus dicabut dan diganti sesuai dengan kekerasan dari lapisan yang akan ditembus. Melanjutkan pemboran dengan gigi-gigi pahat yang telah aus akan meninggikan biaya pemboran, disamping kemungkinan terlepasnya gigi pahat / cone sangat besar.
Hal ini sangat penting diperhatikan agar tidak terjadi pekerjaan tambahan diluar program kerja.

Contoh :
Bila pahat terlepas (cone) dan tertinggal didalam lubang bor maka untuk melanjutkan pemboran yang tertinggal didalam lubang harus diambil(dibersihkan) terlebih dahulu, bila tidak pemboran tidak dapat dilanjutkan karena akan menghambat laju pemboran dan kemungkinan-kemungkinan lain yang dapat meninggikan Cost akan terjadi. Untuk melanjutkan pemboran dengan benda-benda yang tertinggal di lubang bor mungkin dapat dihancurkan, tetapi memerlukan waktu yang lama bila dibandingkan dengan mengambil (fishing job)kemudian dilanjutkan bor.
Kemungkian lain adalah masih adanya kendala karena lubang tidak bersih dari hasil serbuk bor yang tidak hancur. Dari pekerjaan-pekerjaan tambahan ini, kita kehilangan waktu yang mengakibatkan naiknya biaya operasi.


Umur Pahat
Perlu diingatkan bahwa ketahanan suatu barang juga tidak terlepas dari umur barang itu sendiri, demikian juga dengan pahat bor (Drilling bit). Drilling bit pun kita kenal mempunyai umur pahat( bit life ) yaitu : jumlah jam pengoperasian pahat hingga ia tidak dapat melanjutkan pemboran dengan cost/foot yang rendah . Umur dari pahat tersebut tergantung dari beberapa faktor :
Beban pada pahat ( WOB )
Kecepatan putar ( RPM )
Karateristik dari batuan
Hydrolika
Optimum cost/foot

Dengan memakai WOB dan RPM yang lebih besar, pahat akan menjadi aus lebih cepat ; umurnya akan lebih pendek. Demikianpun dengan bit hydraulic yang tidak cukup akan mempertinggi laju keausan pahat , yang selanjutnya akan lebih memperpendek umur pahat.

Rumus yang dipakai untuk mengoptimasikan umur pahat dalam bentuk biaya per foot adalah :

C / F = ( Cb + Ct + Cd + Cc + Cr ) / bit footage

Dimana :
C / F = Cost per foot
Cb = Harga pahat
Ct = Biaya tripping
Cd = Down time cost
Cc = Connection Cost
Cr = Rotating Cost

Untuk menentukan kapan pahat akan diganti harus dipakai angka C/F yang terendah .

Salah satu penyebab dari laju pemboran disamping penentuan pahat yang sesuai juga tergantung dari nozzle yang kita pakai pada pahat.

Pemakaian nozzle

Dari pemakaian nozzle yang tepat ( dihitung ) dapat menaikkan laju pemboran sebesar 15 – 40 %, juga tidak terlepas dari bit hydraulic yang dihasilkan oleh lumpur melalui nozzle tersebut .
Dalam pelaksanaan pemboran sebelum pahat dimasukkan kedalam lubang bor, yang perlu diperhatikan adalah :
Catat ukuran pahat
No. Serie / IADC Code
Periksa kondisi pahat
Ukuran nozzle dan kelengkapannya
Penyambungan pada pipa bor harus memakai bit breaker dengan torque yang disarankan .


KERUSAKAN PAHAT

Bit life tidak selamanya menjadi patokan untuk tripping ( ganti pahat ) tetapi hanya sebagai Guide ( Penuntun ) dari pahat itu. Kapan kita harus mengganti pahat tidak perlu menunggu sampai habis umur pahat itu, tetapi tergantung dari kecepatan mengebor ( ROP ).Ini sangat perlu diperhatikan karena semuanya menyangkut biaya. Dalam pengalaman kadang - kadang pahat yang seharusnya bisa mengebor diatas 50 jam ( bit life ) ternyata baru 6 jam tidak ada kemajuan, ini harus segera diganti, kemudian perlu diteliti apa penyebabnya.
Penyebabnya yang sering terjadi adalah :
1. Rusaknya pahat ; terutama
a. Cone
b. Gigi
c. Bearing
2. Tidak cocoknya type pahat dengan formasi yang ditembus
3. Kejatuhan barang dalam lubang bor sehingga menghambat laju pemboran.

Dari kerusakan - kerusakan pada pahat bisa terjadi pada gigi pahat, cone & bearing.

Contoh kerusakan adalah :
Cone pecah, Gigi pahat pecah/patah, Balled Up, Cone Cracked (pecah),Cone Dragged (Salah satu cone atau lebih)tidak bisa berputar, Erosion, Lost Cone, Lost Nozzle, Lost Teeth, Wash Out Bit.

Ukuran - ukuran pahat yang biasa dipakai :
Pahat 36” untuk pipa selubung 30”
Pahat 26” untuk pipa selubung 20”
Pahat 17. 1/2" untuk pahat selubung 13. 3/8”
Pahat 12. 1/4” untuk pipa selubung 9. 5/8”
Pahat 8. 1/2” untuk selubung 7”
Pahat 6” untuk pipa selubung 4.1/2”

http://drilltech.blogspot.com/2009/02/pahat-pemboran-drilling-bit.html
http://wb5.itrademarket.com/pdimage/55/1185555_rock-bit.gif

BLOWOUT

Blowout adalah suatu peristiwa mengalirnya minyak, gas atau cairan lain dari dalam sumur minyak dan gas ke permukaan atau di bawah tanah yang tidak bisa dikontrol. Peristiwa ini bisa terjadi ketika tekanan hidrostatis lumpur pemboran lebih kecil dari tekanan formasi.

Blowout umumnya terjadi pada saat pemboran sumur eksplorasi minyak dan gas. Untuk mencegah terjadinya blowout digunakan peralatan pemboran yang disebut alat pencegah sembur liar (blowout preventer).

http://hubpages.com/hub/Oil-Well-Blowout

http://id.wikipedia.org/wiki/Blow_out

REFORMING

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut isomerisasi. Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis dan pemanasan.

Reforming juga dapat merupakan pengubahan struktur molekul dari hidrokarbon parafin menjadi senyawa aromatik dengan bilangan oktan tinggi. Pada proses ini digunakan katalis molibdenum oksida dalam Al2O3 atauplatina dalam lempung.

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_13.html

http://www.midrex.com/uploads/images/MIDREX_HBI.jpg

CRACKING

Setelah melalui tahap destilasi, masing-masing fraksi yang dihasilkan dimurnikan (refinery), seperti terlihat dibawah ini:

Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh cracking ini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.
Proses ini terutama ditujukan untuk memperbaiki kualitas dan perolehan fraksi gasolin (bensin). Kualitas gasolin sangat ditentukan oleh sifat anti knock (ketukan) yang dinyatakan dalam bilangan oktan. Bilangan oktan 100 diberikan pada isooktan (2,2,4-trimetil pentana) yang mempunyai sifat anti knocking yang istimewa, dan bilangan oktan 0 diberikan pada n-heptana yang mempunyai sifat anti knock yang buruk. Gasolin yang diuji akan dibandingkan dengan campuran isooktana dan n-heptana. Bilangan oktan dipengaruhi oleh beberapa struktur molekul hidrokarbon.

Terdapat 3 cara proses cracking, yaitu :

a. Cara panas (thermal cracking), yaitu dengan penggunaan suhu tinggi dan tekanan yang rendah.

Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah sebagai berikut :



b. Cara katalis (catalytic cracking), yaitu dengan penggunaan katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis karena bersifat asam menambahkna proton ke molekul olevin atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan terbentuknya ion karbonium :



c. Hidrocracking

Hidrocracking merupakan kombinasi antara perengkahan dan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan lain dari Hidrocracking ini adalah bahwa belerang yang terkandung dalam minyak diubah menjadi hidrogen sulfida yang kemudian dipisahkan.



http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_12.html
http://www.globalization101.org/uploads/Image/Energy/picture-refinery.jpg

DESTILASI

Destilasi adalah pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya. Dalam hal ini adalah destilasi fraksinasi. Mula-mula minyak mentah dipanaskan dalam aliran pipa dalam furnace (tanur) sampai dengan suhu ± 370°C. Minyak mentah yang sudah dipanaskan tersebut kemudian masuk kedalam kolom fraksinasi pada bagian flash chamber (biasanya berada pada sepertiga bagian bawah kolom fraksinasi). Untuk menjaga suhu dan tekanan dalam kolom maka dibantu pemanasan dengan steam (uap air panas dan bertekanan tinggi).

Minyak mentah yang menguap pada proses destilasi ini naik ke bagian atas kolom dan selanjutnya terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut sungkup gelembung. Makin ke atas, suhu yang terdapat dalam kolom fraksionasi tersebut makin rendah, sehingga setiap kali komponen dengan titik didih lebih tinggi akan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian selanjutnya sehingga komponen yang mencapai puncak adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Komponen yang berupa gas ini disebut gas petroleum, kemudian dicairkan dan disebut LPG (Liquified Petroleum Gas).
Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu minyak bumi meliputi parafin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini memiliki rantai karbon sejumlah lebih dari 20.
Fraksi minyak bumi yang dihasilkan berdasarkan rentang titik didihnya antara lain sebagai berikut :

1. Gas
Rentang rantai karbon : C1 sampai C5
Trayek didih : 0 sampai 50°C

2. Gasolin (Bensin)
Rentang rantai karbon : C6 sampai C11
Trayek didih : 50 sampai 85°C

3. Kerosin (Minyak Tanah)
Rentang rantai karbon : C12 sampai C20
Trayek didih : 85 sampai 105°C

4. Solar
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30
Trayek didih : 105 sampai 135°C

5. Minyak Berat
Rentang ranai karbon : C31 sampai C40
Trayek didih : 135 sampai 300°C

6. Residu
Rentang rantai karbon : di atas C40
Trayek didih : di atas 300°C

Fraksi-fraksi minyak bumi dari proses destilasi bertingkat belum memiliki kualitas yang sesuai dengan kebutuhan masyarakat, sehingga perlu pengolahan lebih lanjut yang meliputi proses cracking, reforming, polimerisasi, treating, dan blending.

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_11.html

http://id.wiki.detik.com/mediawiki/images/3/3c/Crude_Oil_Distillation.png