rumus semen
Post on 01-Feb-2016
361 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, taufik, serta
hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini sesuai dengan
waktu yang telah direncanakan. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada
baginda Nabi Besar Muhammad SAW beserta seluruh keluarga dan sahabatnya yang selalu
membantu perjuangan beliau hingga akhir zaman.
Dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini, Penulis menyadari sepenuhnya masih
jauh kesempurnaan tentunya banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik moril
maupun materil. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang tiada
hingganya kepada :
1. Bapak H. Muchtar Luthfie, SH.,MM. Selaku Direktur Politeknik Akamigas Palembang.
2. Bapak Azka Roby Antari, ST selaku Ketua Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi
Migas sekaligus pembimbing utama yang telah banyak membantu dan memberikan informasi
dan data-data yang diperlukan Penulis dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Hendra Budiman, S.Si Selaku Pembimbing kedua yang telah membimbing dan
membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas akhir ini.
4. Bapak Isyak Pangaribuan selaku Best Manager PT. Baker Hughes Jambi
5. Bapak Yudiman selaku manager operasional PT. Baker Hughes Jambi sekaligus pembimbing
lapangan tempat mengadakan Tugas akhir.
6. Bapak dan Ibu staf Dosen pada program Studi Teknik Ekplorasi Migas, Politeknik Akamigas
Palembang.
7. Seluruh staf dan karyawan yang telah membantu pada saat tugas akhir PT. Baker
8. Rekan-rekan mahasiswa Program Teknik Eksprolarasi Produksi Migas di Politeknik
Akamigas Palembang
9. Secara khusus penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada ayahanda yang penulis
banggakan dan ibunda tercinta serta adik-adiikku yang telah banyak
Memberikan dukungan dan pengorbanan baik secara moril maupun materil sehingga penulis
dapat menyelesaikan studi deengan baik.Penulis menyadari laporan tugas akhir ini masih jauh
dari kesempurnaan,maka saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat
diharapkan demi penyempurnaan selanjutnya.
Akhirnya hanya kepada allah SWT kita kembalikan semua urusan dan semoga
laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak,khususnya bagi Penulis dan para
pembaca pada umumnya,semoga allah SWT meidhoi dan di catat sebagai ibadah disisi-
nya,amin.
Palembang,Juli 2014
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................. iLEMBAR PENGESAHAN...................................................................... iiHALAMAN PERSETUJUAN TIM PENGUJI..................................... iiiABSTRAK................................................................................................. ivABSTRACT............................................................................................... vMOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................... viKATA PENGANTAR.............................................................................. viiDAFTAR ISI.............................................................................................. ixDAFTAR GAMBAR................................................................................ xiDAFTAR LAMPIRAN............................................................................. xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang......................................................................... 1
1.2 Batasan Masalah...................................................................... 1
1.3 Tujuan...................................................................................... 2
1.4 Manfaat.................................................................................... 2
1.5 Sistematika Penulisan.............................................................. 2BAB II DASAR TEORI
2.1 Penyemenan............................................................................. 32.2 Teknik Penyemenan................................................................. 4
2.2.1 Primary cementing......................................................... 42.2.2 Secondary cementing..................................................... 5
2.3 Jenis – jenis Cement................................................................. 72.4 Cement Additive....................................................................... 82.5 Pengukuran sifat cement.......................................................... 11
2.5.1 Penimbangan Bubuk Cement......................................... 112.5.2 Mixing Cement Sllury.................................................... 112.5.3 Pengukuran Viscositas................................................... 122.5.4 Pengukuran Reologi....................................................... 132.5.5 Fluid Loss HPHT (Heating Jacket And Cell)................ 142.5.6 Thikening Time (Preasure Consistometer)..................... 142.5.7 Compresive strength (Ultrasonic Cement Analysis)...... 15
2.6 Peralatan Penyemenan............................................................. 162.6.1 Peralatan Atas Permukaan............................................. 162.6.2 Peralatan Bawah Permukaan......................................... 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN3.1 Tempat dan Pelaksanaan.......................................................... 283.2 Teknik Pengumpulan Data....................................................... 283.3 Pengolahan Data...................................................................... 29
3.3.1 Menghitung Capasitas Casing....................................... 293.3.2 Menghitung Kebutuhan volume slurry lead, tail,......... shoe joint dan displacement.......................................... 293.3.3 Menghitung Kebutuhan Material Cement dan Additi.. 30
3.4 Bagan Alir Penelitian............................................................... 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Jenis Additive yang digunakan dalam pembuatan slurry........ 324.2 Langkah-langkah penyemenan single stage cementing........... 334.3 Prosedur Kerja......................................................................... 344.4 Casing Diagram....................................................................... 354.5 Data sumur yang akan dicement.............................................. 364.6 Perhitungan Capasitas Casing Dan Volume Slurry................. 364.7 Analis Hasil Perhitungan......................................................... 39
BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan.............................................................................. 415.2 Saran........................................................................................ 42
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRANDAFTAR GAMBAR
Gambar HALAMANGambar 2.1 Metter Elektronic Balance........................................................ 11Gambar 2.2 Chandler Constant Speed Mixer.............................................. 12Gambar 2.3 Chandler Viscometer................................................................ 13Gambar 2.4 Chandler Atmospheric Consistometer..................................... 14Gambar 2.5 Pressurized Consistometer....................................................... 15Gambar 2.6 Ultrasonic Cement Analyzed................................................... 16Gambar 2.7 Cementing unit......................................................................... 17Gambar 2.8 Cementing head....................................................................... 17Gambar 2.9 Cement Silo.............................................................................. 18Gambar 2.10 Bad mixer............................................................................... 19Gambar 2.11 Slurry Tab............................................................................... 19Gambar 2.12 Surge Tank............................................................................. 20Gambar 2.13 Water Tank............................................................................. 20Gambar 2.14 Cutting Bottle chemical......................................................... 21Gambar 2.15 Compressor............................................................................. 22Gambar 2.16 Rock Catcher.......................................................................... 22Gambar 2.17 Pompa Centrifugal................................................................. 23Gambar 2.18 Displacement Tank................................................................. 24Gambar 2.19 Susuna Peralatan Penyemenan Bawah Permukaan................ 25Gambar2.20 Float shoe................................................................................ 25Gambar 2.21 Float colar............................................................................... 26Gambar 2.22 Topplug dan Bottom Plug...................................................... 27Gambar 3.1 Bagian Alir Penelitian.............................................................. 31Gambar 4.1 Cementing Head Plug.............................................................. 32Gambar 4.2................................................................................................... 35
DAFTAR LAMPIRAN
HALAMAN
Program Penyemenan................................................................................... A-1
Surat Keterangan Telah Menyelesaikan Tugas Akhir.................................. B-2
Berita Acara Perbaikan Tugas Akhir Penguji I............................................ C-3
Berita Acara Perbaikan Tugas Akhir Penguji II........................................... D-4
Berita Acara Perbaikan Tugas Akhir Penguji III......................................... E-5
Bukti Telah Memperbaiki Laporan Tugas Akhir.......................................... F-6
Lembar Konsultasi Tugas Akhir Pembimbing I........................................... G-7
Lembar Konsultasi Tugas Akhir Pembimbing II......................................... H-8
Surat Rekomendasi Mengikuti Tugas Akhir................................................ I-9
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penyemenan atau cementing merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari
rangkaian kegiatan industri hulu migas.Salah satu faktor yang terpenting dalam penyelesaian
sumur adalah bagaimana mendapatkan hasil penyemenan yang memuaskan. Dapat dikatakan
bahwa penyemenan utama(primary cementing) yang efektif adalah titik balik dari semua
keberhasilan operasi hingga sumur tersebut dapat di produksikan tanpa masalah. Dengan
demikian operasi penyemenan juga merupakan faktor yang tidak kalah penting dengan yang
lainnya
Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran(mixing) dan
pendesakan (displacement) bubur semen atau (slurry) melaalui casing sehingga mengalir ke
atas melewati annulus di belakang casing sehingga casing terikat ke formasi. Penyemenan
merupakan faktor yang paling penting dalam operasi pemboran sehingga dapat mereduksi
kemungkinan kemungkinan permasalahan secara mekanis sewaktu melakukan pemboran
pasa trayek selanjutnya
Berhasil atau tidaknya suatu pemboran,salah satu diantaranya adalah tergantung berhasil
tidaknya penyemenan tersebut. Penyemenan sumur secara integral merupakan salah satu
aspek sangat penting dalam suatuoperasi pemboran, baik sumur minyak maupun gas. Semen
tersebut digunakan untuk melakukan rangkaian pipa terselubung dan mengisolasi ozna
produksi serta mengantisipasi berbagai masalah pemboran.
1.2 Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan tugas akhir ini hanya membatasi fokus permasalahan mengenai
proses penyemenan pada casing 13 dengan menggunakan metode single stage primary
cementing dan berapa banyak volume slurry cement yang di pompakan pada sumur PPS-01
oleh PT.BAKER HUGHES
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan laporan tugas akhir ini di antaranya adalah :
1. Untuk mengetahui komponen dan alat yang digunakan pada proses penyemenan single stage
primary cementing
2. Untuk mengetahui tingkat keberhasilan dan permasalahan pada proses penyemenan pada
casing 13
3. Untuk mengetahui capasitas casing ,volume slurry dan jumlah sack cement yang diperlukan .
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari penelitian dari tugas akhir ini yaitu:
1. Memahami proses penyemenan dari tahapan awal sampai akhir
2. Dapat mengetahui parameter parameter apa saja yang perlu di perhatikan sebelum,pada
saat,dan program cementing
1.5 Sistematika Penulisan
untuk memudahkan dalam memahami laporan tugas akhir ini penulis membuat sistemmatika
penulisan sebagai berikut :
BAB I :Merupakan BAB pendahuluan mengenai latar belakang,batsan,masalah,tujuan,manfaat dan
sistematika penulisan
BAB II :Merupakan bab dasar teori mengenai gambaran umum cementing dan metode penyemenan
yang digunakan
BAB III :merupakan BAB metode penelitian mengenai waktu,tempat penelitian dan teknik
pengumulan data
BAB IV :Merupakan BAB pembahasan dengan pokok penulisan mengenai perhitungan-perhitungan
dalam melakukan penyemenan .
BAB V :merupakan BAB penutup yang berisikan kesimpulan dan saran.
BAB II
TUJUAN UMUM
2.1 Penyemenan
Penyemenan adalah proses pendorongan bubur cement ke dalam casing naik ke annulusyang
kemudian didiamkan sampai cement tersebut mengeras sehingga mempunyai sifat melekat
baik terhadap casing maupun formasi.
Penyemenan casing dapat di lakukan dengan pemompaan dan pendorongan bubur cementke
dalam sumur melalui casing,dan keluar dari casing shoe lalu bubur semen tersebut terus naik
ke annulus antara casing dengan dinding lubang sumur ataupun sering disebut open hoel
ataupun annulus antara casing dengan casing dan dibiaarkan bubur semen mengeras .metode
dengan menggunakan cementing head dan toplak maupun bottem plug (single stage primary
cementing ). Adakalanyapenyemenan dilakukan dengan menggunakan drill pipe atau
tubing kae dalam lubang (poorboy system )
Menurut alasan dan tujuannya ,penyemenan dapat dibagi menjadi dua yaitu Primary
Cementing (penyemenan Utama ) dan Secondary Cementing (penyemenan yang ke dua atau
perbaikan) . Primary cementing adalah proses penyemenan yang di lakaukan pertama kali
setelah casing di turunkan ke dalam lubang bor
Sedangkan secondary cementing adalah penyemenan yang dilakukan di karenakan tidak
sempurnanya penyemenan pertama ( Gagal ) .
secara lebih spesifik ,fungsinya penyemenan dalam suatu pemboran adalah :
1. melekatkan pipa selubung pada dinding lubang sumur
2. melindungi pipa selubung dari masalah masalah mekanis sewaktu operasi pem-boran
(sepertri getaran),
3. melindungi pipa selubung dari fluida formasi yang bersifat korosi
4. memisahkan zona yang satu terhadap zona yang lain di belakang pipa sselubung
5. melindungi casing/liner dari tekanan yang lain di belakang pipa selubung
6. Mencegah adanya migrasi fluida yang tidak diinginkan dari suatu formasi ke formasi lain.
Untuk memenuhi fungsi fungsi tersebut diatas ,maka semen pemboran harus memenuhi
beberapa syarat:
1. Semen setelah di tempatkan harus mempunyai kekuatan atau strength yang cukup besar dalm
waktu tertentu
2. Semen harus memberikan daya ikat casing dengan informasi yang cukup baik.
3. Semen tidak boleh terkontaminasi dengan fluida formasi ataupun dengan fluida pendorong
4. Semen harus impermeable (permebealiatas harus nol)
2.2 teknik penyemenan
Terdapat beberapa sistem dalam penyemenan utama dan itu semua tergantung dari kondisi
dqan jenis casing yang akan disemen. Secara umum penyemenan dibedakan menjadi dua
jenis penyemenan yaitu Primary Cementing Dan Secondary Cementing .
2.2.1 Primary cementing
Primary cementing adalah proses penyemenan yang dilakukan pertama kali setelah casing di
turunkan ke dalam lubang bor.
1. Penyemenan Poor Boy
Yaitu penyemenan dengan menggunakan tubing sebagai penghantar cemenslurry kedalam
lubang sumur biasanya dipakai untuk penyemenan stove pipe dengan memaasang pipa tubing
pada annulous lubang yang pertama di bor dengan stove pipe ,sedangkan untuk conduk\ctor
casing dengan menggunakan pipa tubing kedalam casing dan didudukan diatas float colar
2. Penyemenan dengan Stinger
Yaitu penyemenan ddengan mengunakan stinger dan drill pipe (DP),sedangkan shoe yang
dipakai adalah duplex shoe . Biasanya dipakai untuk penyemenan conductor casing yang
berukuran atau berdiameter besar karena stinger digantung diatas float colar
3. Penyemenan single stage
Yaitu penyemenan dengan menggunakan bottom dan top plug,pada ujung casing
dipasang float shoe dan float collar ,Sedangkan pada puncak caasing dipasang plug
container/cementing head.Biasanya untuk penyemenan surface intermediate dan production
casing
4. Penyemenan bertingkat (Multi Stage)
Yaitu penyemenan casing dalam satu trayek dilakukan lebih dari satu kali dengan cara
bertahap/bertingkat,menggunakan peralatan khusus yaitu multi stage tolls . Pertimbangan
dilakukan penyemenan multi stage adalah casing yang di semen panjang dan atau adanya
zona loss pada lubang sumur tersebut .Biasanya untuk
penyemenan intermediet dan productioncasing
2.2.2 Secondary cementing
Secondary cementing sering disebut juga dengan remedial cementing yaitu proses penyemenan yang
dilakukan apabila pengeboran gagal mendapatkan minyak dan menutup kembali zona
produksi yang di perforasi secondary cementing dapat dibagi menjadi tiga bagian
yaitu:Squeeze cementing ,Re-cementing dan Plug-back cementing
1. Squeeze Cementing
Semen desak ,disebutkan sebagai suatu proses menerapkan tekanan hidrolik untuk menekan
agar bubur semen dapat masuk kedalam formasi,atau kedalam suatu rekahan dalam ruang
annular antara casing dan lubang sumur .adalah untuk dapat menyekat ruang antara casing
dan batuan formasi . Dalam proses pengeboran ataupun penyelesaian sumur semen desak ini
dilaksanakan antara lain dengan tujuan :
a. Menutup formasi yang sudah tidak lagi produktif
b. Menutup zona lost circulation
c. Memperbaiki kebocoran yang terjadi di casing
2. Re-cementing
Re-cementing di lakukan untuk menyempurnakan primary cementing yang gagal dan untuk
memperluas perlindungan casing di atas top semen
3. Plug-back cementing
1.menutup atau meninggalkan sumur
2.menutup zona air dibawah zona minyak agar wataer-oil ratio berkurang pada open hole
completion
Adapun tahapan tahapan sebelum melakukan penyemenan yang harus kita ketahui dalam
penyemenan yang dapat kita ukur terlebih dahulu yaitu kapasitas casing yang akan dilakukan
penyemenan denagn rumus .
Capasity and volume casing
........... Cu Ft per Lin Ft =( - . 0.005454..................................... (2.1)
........... Ket:
........... Volumetric capasity between pipe and open hole:
........... ID =inside diameter open hole
........... OD =out side diameter pipa (casing)
........... Volumetric capasity between pipe and pipe :
........... ID =inside diameter of outer pipe (casing)
........... Od =out side diameter of inner pipe (tubing)
Untuk mencari volume annulus dapat digunakan rumus:
Van =( - X L............................................................................ (2.2)
Dimana :
Van =volume annulus ,gal
ID =inside diameter lubang,in
OD =OD casing ,in
L =panjang annulus ,ft
Untuk pocket adalah :
Vp=( )X Lp........................................................................................ (2.3)
Dimana ;
ID=inside diameter lubang ,in
Lp=tinggi pocket ,ft
Setelah jumlah bubur semen yang diperlukan ditentukan, maka sack bubuk semen dapat
dicari dengan persamaan berikut :
Sack = .......................................................................................... (2.4)
Dimana :
Sack = jumlah sack bubuk semen yang diperlukan
Vbs = volume bubur semen yang diperlukan
Y = yield semen, gal/sack. Atau volume bubur semen
2.3 Jenis – jenis 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. Bubuk semen ditempatkan dalam karung atau sack. Berat dari 1 (satu) sack
semen adalah 94 lbs pada umumnya. Sedangkan berat jenis dari bubuk semen adalah 3.14
gr/cc.
Bubuk semen yang dipakai dalam penyemenan sumur minyak atau gas berbeda
dengan semen yang digunakan untuk bangunan. Sumur minyak mempunyai karakteristik-
karakteristik tertentu, sehingga bubur semen harus disesuaikan pula. American Petroleoum
Institute telah membuat standar dari bubuk semen yang digunakan untuk menyemen sumur
minyak dan gas.
Klasifikasi semen yang dilakukan API terdiri dari :
1. Kelas A
Semen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (Permukaan) sampai 6000 ft. Semen ini
terdapat dalam tipe biasa (ordinary type) saja, dan mirip dengan semen ASTM C-150 tipe 1.
2. Kelas B
Semen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft, dan tersedia dalam jenis yang
tahan terhadap kandungan sulfat menengah dan tinggi (moderate dan high sulfate resistant).
3. Kelas C
Semen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft, dan mempunyai sifat high-early
strength (proses pengerasannya cepat) semen ini tersedia dalam jenis moderate dan high
sulfate resistant.
4. Kelas D
Semen Kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6000 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.
5. Kelas E
Semen Kelas E ini digunakan untuk kedalaman dari 6000 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.
6. Kelas F
Semen Kelas F digunakan untuk kedalaman dari 10.000 sampai 16.000 ft, dan untuk kondisi
sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia dalam jenis high
sulfate resistant.
7. Kelas G
Semen Kelas G digunakan dari kedalaman 0 sampai 8000 ft, dan merupakan semen dasar.
Bila ditambahkan retarder semen ini dapat dipakai untuk sumur.
8. Kelas H
Semen Kelas H juga merupakan semen dasar, sama seperti semen.
9. Kelas I
Tersedia untuk tingkat moderate sulfate resistance. Kelas semen dari A sampai F merupakan
semen yang tidak ditambah dengan additive dalam penggunaannya, sedangkan untuk kelas G
dan H ditambah dengan additive bila diperlukan sehingga cement Kelas G dan H dapat kita
kehendaki dan kita inginkan kegunaannya sesuai dengan keperluan pada saat kita akan
melakukan penyemenan.
2.4 Cement Additive
Cement additive adalah suatu zat kimia sebagai pencampur semen sehingga dengan
dilakukannya pencampuran zat-zat kimia tertentu dapat.
Diperoleh dari hasil penyemenan sesuai yang diinginkan . Additive dikelompokkan dalam
beberapa kategori yaitu:
1. Accelerator
yaitu additive yang berfungsi untuk mempercepat proses pengerasan bubur semen .Selain itu
dapat juga mempercepat naiknya strength semen dan mengimbangi additive lain (seperti
dispersant dan fluida loss control agent),agar tidak tertunda proses pengerasan bubur
semennya.Sumur sumur yang dangakal seringkali menggunakan accelerator ,karena selain
temperature dan tekanan yang umumnya rendah ,juga karena jarak untuk mencapai target
tidak terlalu panjang . contoh accelerator adalah kalsium klorida ,sodium
klorida ,gypsum ,sodium silikat dan air laut. Contoh contoh additive yang berlaku sebagai
accelerator adalah kalsium klorida ,sodium klorida,sodium silikat dan air laut .
a. kalsium klorida
umumnya penambahan kalsium klorida antara 2%-4% saja kedalam suspensi semen .
Pengaruhnya dapat mempercepat thickening time dan menaikkan compressive strength
b. Sodium klorida
Sodium klorida atau natrium klorida dengan kadar sampai 10% BWOMW (by weight on mix
water)
2. Reterder
Yaitu additive yang berfungsi untuk memperlambat proses pengerasan bubur semen ,
sehingga bubur semen mempunyai waktu yang cukup untuk mencapai kedalaman target yang
di inginkan. Reterder serimg digunakan dalam penyemenan casing pada sumur sumur dalam ,
sumur sumur bertemperature tinggi ,atau untuk kolom penyemenan yang panjanf . Contoh
reterder adalah Lignosulfonat , senyawa-senyawa asam organic dan CMHEC
(Carboxymethyl Hydroxymetyl Celolulose)
3. Light wight (Extender)
Yaitu additive yang berfungsi untuk menaikkan volume bubur semen,yang berhubungan
dengan mengurangi densitas bubur semen tersebut.Pada umumnya
Penambahan extender kedalam bubur semen diikuti dengan penambahan air.Contoh extender
adalah bentonite ,attapulgitte ,sodium silikat,pozzolan,perlitte,dan gilsonite.
4. Heavy Weight (weighting agents)
Yaitu additive yang berfungsi untuk menaikkan densitas bubur semen . Pada umumnya
digunakan pada sumur sumur yang mempuyai tekanan formasi tinggi .Contoh weighting
agentsadalah hematite ,ilminite,barite dan pasir
5. Dipersant
Dipersant adalah additive yang dapat mengurangi viscositas suspensi semen.Pengurangan
viscositas atau friksi terjadi karena dispersant mempunyai kelakuan sabagai thinner
(pengencer). Hal ini menyebabkan suspensi semen menjadi encer,sehingga dapat mengalir
dengan aliran turbulen walaupun dipompa dengan rate yang rendah.Additif yang tergolong
dispersant adalah senyawa-senyawa sulfonat
6. Fluid-loss Control Agents
Fluid-Loss Control agents adalah additif additif yang berfungsi mencegah hilangnya fasa
liquidsemen ke dalam formasi ,sehingga terjaga kandungan cairan pada suspensi semen. Pada
primary cementing ,fluid loss yang diijinkan sekitar 150-250 cc yang di ukur selama 30 menit
dengan menggunakan saringan berukuran 325 mesh dan pada tekanan 1.000 psi .Sedang pada
squeeze cementing ,fluid loss yang di ijinkan sekitar 55-65 cc selama 30 menit dengan
menggunakan saringan ukuran 325 mesh dan pada tekanan 1.000 psi . Additif-additif yang
termasuk kedalam fluid loss control agents diantaranya polymer ,dan latex
7. Lost Circulation Control Agents
Lost circulation control agents merupakan additif additif yang mengontrol hilangnya
suspensi semen kedalam formasi yang lemah atau bergua. Biasanya material lost
circulation yang di pakai pada lumpur pemboran digunakan pula dalam semen. Additif-
additif yang termasuk dalamlost
Circulation control agents diantaranya gilsonite ,cellophane ,flakes,gypsum,bentonite dannut
shells
2.5. Pengukuran Sifat-Sifat Cement
Pengukuran dari sifat-sifat cement yang akan menentukan kualitas dari suatu slurry
yang dibuat sehingga sifat-sifat cement tersebut dapat diketahui dan dikehendaki sebelum
dilakukan penyemenan seperti viscositas ,fluid loss,UCA,thickening time ,free water dari
slurry tersebut
2.5.1 Penimbangan Chemical Dan Bubuk Semen
Sebelum melakukan mixing ataupun pencampuran additive dengan
bubuk cement ,semua chemical di timbang terlebi dahulu satu persatu guna mengetahui
komposisi yang akan di lakukan mixing . Alat yang digunakan dalam proses penimbangan
chemical yaitu Electronic balance.(Gambar 2.1)
Gambar 2.1Metter Electronic Balance
Model pj-3000 s/n 3365614904
2.5.2 Mixing Cement Slurry
Pencampuran dari additive yang digunakan dan bubuk cement sesuai properties
dengan CDS (cement data sheet) campuran semua kedalam slurry cup lalu di mixing
menggunakan speed mixer.(Gambar 2.2)
YangGambar 2.2
Chandler Constant Speed MixerModel 3060 S/N 1255
2.5.3 Pengukuran Viscositas
Viscosity dapat dianggap sebagai resistensi internal fluida yang dihasilkan selama
fluida mengalir,yang timbul dari adanya gaya friksi yang terjadi dari gesekan permukaan
antar fluida. Pengujian tahap selanjutnya yaitu mengetahui Viscositas dari sebuah slurry
cement yang telah di mixing dengan menggunakan alat viscometer ,pengukuran ini dilakukan
dua tahap. Pertama diukur Viscositasnya setelah dilakukan mixing slurry
dengan rpm 3,6,30,60,100,200,300.
Selanjutnya dimasukkan terlebih dahulu kedalam alat Atmospheric
consistometer,yang mana menggunakan temperature BHCT (Bottom Hole Circulating
Temperatur ) sesuai keadaan temperature sebenarnya. Sehimgga kita dapat mengetahui
viscositas dari slurry yang kita uji seperti pada rpm atau putaran yang di uji pada alat
viscometer sesuai dengan urutan pengujiannya yang mana akan kita ketahui apabila slurry
pada putaran yang sesuai kita uji pada lab,dapat kita ketahui sebelum dilakukannya
penyemenan yang sesungguhnya sehimgga dapat mengetahui slurry yang telah lita uji,setelah
dilakukan pengujian ini akan
Di
lanjutkan pengujian ataupun conditioning yang mana di ibaratkan pengondisian sesuai
keadaan dan pada kondisi sumur sebenarnya.(Gambar 2.3)
Gambar 2.3Chandler ViscometerModel 3500 S/N 825
2.5.4. Pengukuran Rheology
Rheology adalah penyelidikan mengenai aliran fluida serta pembentukan fluida ,haln
ini akan menynjukkan hubungan antara laju aliaran rata-rata (Shear Rate) yang menyebabkan
pergerakan tersebut. Je3nis-jenis aliran fluida dalam pipa adalah
1. Aliran Turbulen, dimana fluida akan mengalir dengan gerakan memutar .
2. Aliran laminar ,di mana energi aliran terbesar terdapat pada bagian tengah dari permukaan
aliran
3. Aliran plug,aliran sejajar dan energi aliran tiap bagian sama besar
Pengukuran reologi ini yang mana menggunakan temperature sebenarnya selama 30 menit
lalu di hitung lagi viscositasnya dengan menggunakan alat
Yang
sama viscometer dengan rpm sebesar 300,200,100,60,30,6,3. Setelah itu bisa dilihat dari
pengukuran after mixing dan setelah di conditioning. (gambar 2.4)
Gambar 2.4Chandler Atmospheric Consistometer
Model 1250 S/N 841
2.5.5 Fluid loss HPHT (Heating Jacket And Cell)
Filtration loss adalah hilangnya cairan dari suspensi semen ke formasi pada waktu
operasi penyemenan sedang berlangsung. Untuk mengukur fluid loss pada cement slury
(kadar air yang keluar pada cement slury) yaitu dengan melakukan press bertekanan 1000 psi.
Pada HPHT (Heating Jacket And Cell). Air yang keluar dari cup slury melalui valve steam
ataupun tempat air yang menetes ke corong silinder. Yang dapat kita anggap sebagai fluid
loss atau pun filtrate yang keluar dari slury cement.
2.5.6 Thickening time (preasure consistometer)
Thickening time dikenal secara umum sebagai waktu suspensi semen dari keadaan
bubur hingga mengeras. Dalam dunia teknik material, keadaan ini dicapai bila suspensi
semen mencapai angka konsistensi 100 UC (API – Unit of Consistency). Meskipun API
menetapkan 100 UC sebagai yang sama dengan rpm sebesar 300,200,100,60,30,6,3.
Batas thickening time ,namun biasanya 70 UC adalah kekentalan maksimum yang masih
dapat di pompa. Faktor yang berpengaruh pada thickening time adalah komposisi semen dan
suhu. Alat yang di gunakan dalam uji thickening
Gambar 2.5
Pressurized consistometer
Chandler Model 8240 S/N 961
2.5.7 Comprressive Strength
Compressive strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam menahan
tekanan-tekanan yang berasal dari formasi atau casing,sedangkan shear strength di
definisikan sebagai kekuatan semen dalam menahan berat casing. Jadi compressive strength
menahan tekanan-tekanan dalam arah horizontal dan shear strength untuk mengetahui
seberapa besar kekuatan dari cement dapat kita uji dengan cara pengujian di lab sehingga
kita dapat mengetahui kekuatan dari cement tersebut menggunakan alat ukur yang dinamakan
UCA atau ultrasonic cement analysis yang dapat mengetahui kekuatan dari semen yang kita
uji (Gambar 2.6)
Gambar 2.6
Ultrasonic cement analyzer
Chandler model 4262 S/N 735
2.6 Peralatan Penyemenan
Peralatan dalam penyemmenan dalam proses penyemenan terbagi menjadi 2 bagian
yaitu peralatan atas permukaan dan peralatan bawah permukaan
2.6.1. Peralatan Atas Permukaan
Yang dimaksud peralatan atas tanah adalah peralatan-peralatan untuk pelaksanaan
operasi penyemenan ,mencampur additive ,menampung powder seemen,menampung air,
membuat dan menampung semen slurry dan memompakan kedalam sumur serta untuk
melakukan displecement.Peralatan permukaan terdiri dari :
1. Cementing Unit
Terdiri dari pompa ,prime mover,measurement tank,slurry tank. Alat ini merupakan unit
utama untuk mengendalikan hampir seluruh kegiatan operasi penyemenan yang mana
cementing unit ini di operasikan oleh seorang operator ataupun field supervisor pada saat
proses penyemenan berlangsung ,cementing unit digunakan sebagai tempat membuat dan
memompakan semen slurry kedalam sumur,serta untuk melakukan displacement. (Gambar
2.7)
Gambar 2.7
Cementing Unit
2. plug container / cementing head
alat yang dipasang di puncak casing yang sedang di semen,berfungsi untuk memposisikan
bottom dan Top Plug saat operasi penyemenan sehingga pada saat dropping phugs tidak
terjadi kontaminasi dengan udara (gambar 2.8)
Gambar 2.8
Cementing Head
3. Cemen silo
Alat ini berfungsi unrung menampung semen powder dengan skala besar setelah dibuka dari
kemasan sak yang dipotong melalui cutting pot dan di tranfer ke cement silo dan paada saat
proses penyemenan powder semen yanag telah di tempatkan kedalam cment silo ini dapat
langsung digunakan,sehingga cement powder siap untuk cemen slurry secara cepat.Jumlah
cement silo disesuaikan dengan kebutuhan volume powder yang diperlukan penyemenan tiap
trayek(Gambar 2.9)
Gamabar 2.9
Cement Silo
4. Bad Mixer
Alat ini digunakan untuk menampung cement slurry agar diperoleh berat jenis yang sama
sebelum dipompakan kedalam sumur, juga berfungsi untuk menampung campuran air dengan
additive yanjg akan tercampur menjadi fluida bataupun fluida yang telah tercampur dapat
langsung dipompakan ke dalam sumur.
Bad Mixer ini dapat digunakan sebagai penampung spacer atau cairan yang berguna sebagai
pemisah antara lumpur pemboran dan juga slurry cement yang akan dipompakan kedalam
sumur (Gambar 2.10)
Gambar 2.10.
Bad Mixer
5. Slurry Tab
Alat ini berfungsi
untuk membuat cement slurry, merupakan alat tempat bertemunya cement powder dengan air
.
Gambar 2.11.
Slurry Tab
6. Surge Tank
Alat ini berfungsi untuk menampung cement powder yang ditransfer dari cement silo dan
mencurahkan ke ball mixing. (Gambar 2.12.)
Gambar 2.12.
Surge Tank
7. Water Tank
Merupakan tanki penampung air yang di perlukan untuk dalam operasi penyemenan yang
mana tanki ini ada yang bherbentuk persegi panjang dan berbentuk tabung. (Gambar 2.13.)
Gamabar 2.13.
Water Tank
8. Line Cementing
Meerupakan saluran, pipa-pipa tekanan tinggi berfungsi untuk menyalurkan cairan lurkan
cement slurry dan cairan pendorong dari unit penyemenan ke cementing head
9. Cutting Bottle
Alat ini berfungsi untuk membuka cement powder dalam kemasan sack dan
mentransfer cement powdwe ke cement silo.
Gambar 2.14
Cutting Bottle
10. Compressor
Alat ini berfungsi untuk mentransfer Cement powder dari cutting bottle ke cement silo lalu
melintasi rock cather dan dari cement silo ke surge tank dengan cara memberi tekanan udara
guna untuk mengalirkan powder cement yang akan digunakan dalam penyemenan sumur
sehingga dari angin yang diberikan dari kompressor tersebut powder cement dapat di alirkan
atau ditransfer dari tempat yang satu menuju tempat lain sesuai dengan tekanan angin yang
dibutuhkan dalam proses pentransferan powder cement dari peralatan yang satu dengan yang
lainnya sehingga mempermudah dan meringankan suatu proses pengerjaan mentransfer
powder cement. (Gambar 2.15)
Gambar 2.15.
Compressor
11. Rock Catcher
Rock catcher berfungsi untuk menyaring ataupun memisahkan cement yang mengumpal
dalam proses pentransferan bubuk cement ataupin berbentuk bongkasan seperti batu dati
cutting pot agar tidak masuk kedalam cement silose hingga menimalisir terjadinya masalah
ataupun penyumbatan padqa line pentransferan pada saat penyemenan berlangsung.(Gambar
2.16)
Gambar 2.16.
Rock catcher
12. Pompa centrifugal
Pompa centrifugal berfungsi untuk mengaduk additive dengan air adar tercampur rata
didalam mixing tank dengan cara mensirkulasikan ataupun melakukan proses pengadukan
tersebut sehingga bahan-bahan additive dan air dapat tercampur dengan rata sebelum di
transferkan menuju displacement tank sebagai tank penampungan air dan additive yang telah
tercampur rata dengan menggunakan pompa centrifugal sebagai alat mensirkulasi dan
pecampur
additive dan
air(Gambar
2.17.)
Gambar 2.17.
Pompa Centrifugal
13. Dislacement Tank
Displacement tank yaitu tempat penampungan fluida atau air dan additive yang telah
tercampur rata dari mixing tank masuk ke displacement sebagai tempat vpenampungan
semntara additive yang telah tercampur rata sebelum di mixing dengan bubuk semen dari
surge tank yang akan tercampur di ball mixing sehingga additive yang berasal dari
displacement tank menjadi slurry cement yang tercampur dan akan di tampung kedalam
slurry tab sebelum dilakukannya pemompaan slurry menuju cementing head. (Ganmbar 2.8)
Gambar 2.18
Displacement Tank
2.6.2 Peralatan subsurface Equipment (Peralatan Bawah Permukaan)
Peralatan –peralatan tersebut saat dipakai operaasi penyemenan harus dalam kondisi
baik,harus yakin tidak bermasalah saat penyemenan berlangsung. Sebab cement slurry
memiliki waktu terbatas untuk dapat dipompakan dalam proses penyemenan.Diupayakan
agar tidak ada hambatan operasi penyemenan akibat peralatan .
Selain itu,para pekerja yang menangani pekerjaan penyemenan harus aman
khususnya dari bahaya akibat5 tekanan. Atas alasan-alasan tersebut peralatan-peralatan
penyemenan harus dilakukan perawatN sebaik-baiknya. Secara garis besar peralatan
penyemenan sebagai berikut :
1. setelah selesai penyemenan, langsung dilakukan pencucian dengan air seluruh peralatan
sampai bersih, tidakn ada cement slurry yang menempel sehingga kemungkinan peralatan
tersemen dapat dihindari
2. Dilakukan pengecekan semua peralatan agar bekerja dengan baik,dilakukan pelumasan ,
pengganti spare parts dan peralatan yang rusak
3. Dilakukan running test , flow test, dan pressure test sebelum melakukan operasi penyemenan.
(Gambar 2.19)
Gambar 2.19.
Semua Peralatan Bawah Permukaan
1. Guide shoes
Peralatan yang dipasang pada ujung casing pertama masuk dalam lubang , berfungsi sebagai
guide agar jalannya masuk casing lancar dan samppai kedalaman yang diinginkan. Shoe
dilengkapi dengan float dan flapper dalam pekerjaan penyemenan berfungsi sebagai penahan
aliran balik dari annulus
Gambar 2.20.
Float Shoe
2. Float Collar
Peralatan yang dipasang diatas Shoe Track (Casing pertama atau kedua masuk). Berfungsi
nuntuk duduknya Bottom dan Top Plug saat proses penyemenan ,juga dilengkapi dengan
float dan flapper sebagai cadangan yang ada di shoe bekerja tidak sempurna
Gambar 2.21.
Float Colar
3. Plugs
Ada beberapa jenis plugs yaitu :
a. Top Plug
Berfungsi untuk menyekat antara fluida lain dengan cement slurry sehingga tidak terjadi
kontaminasi, sirip-sirip Rubber akan membersihkan casing dari fluida/Lumpur pemboran
yang massih menempel pada casing
b. Bottom Plug
Bottom Plug Drop kedalam casing saat cement slurry akan mulai dipompakan,plug ini
didesain akan pecah pada lubang tengahnya setelah duduk di float colar dan menerima sedikit
tekanan lebih dikarnakan Bottom plug ini bagian tengahnya terbuat dari karet ataupun rubber
apabila diberi tekanan karet tersebut akan pecah, sehingga cement sllurry dapat mengalir
melewati bottom plug tersebut
Gambar 2.22.
Topplug dan Bottom Plug
2.7. Prosedur Penyemenan
Prosedur kerja yang harus dilakukan sesuai dengan prosedur penyemen
diantaranya :
1. prepare safety meeting with all personal on location
2. Pump MCS spacer head
3. Preasure test cementing line to 3000 Psi
4. Pump MCS spacer
5. Drop Bottom Plug
6. Mix and Pump Lead
7. Mix and Pump Tail
8. Drop Top Plug
9. Pump Displacement Fluid
10. For bump the plug up to 500 psi above final pumping preasure
11. Hold preasure for 10 min
12. Bleed-off preasure and check the float
13. Job complet
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu pelaksanaan
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 10 Maret 15 sampai dengan 25 April 2014
yang bertempat di PT.BAKER HUGHES,Jln Lintas Jambi-Tempino km 12 Kel Pondok meja
RT 05/02. Kec Jaluko Kab.Muaro JAMBI.
1.Kantor PT.BAKER HUGHES di Muaro Jambi
2.Laboratorium cementing Muaro Jambi
3.Lokasi job PPS-01
3.2 Teknik Pengumpulan Data
Dalam pengumpulan data-data yang berhubungan dengan laporan tugas akhir ini penulis
menggunakan metode ddiantaranya
1. Studi Pustaka
Mengumpulkan data atau informasi dengan cara mengutip dari beberapa buku-buku referensi
maupun modul-modul yang dapat menambah komposisi dari laporan. Dengan mengutip dari
buku cementing scool dan hand book engineering cementing.
2. Observasi lapangan
Merupakan pengumpulan data dan informasi dengan cara melakukan pengamatan secara
langsung kelapangan untuk melihat semua proses pengoperasian serta cara kerja peralatan
yang digunakan dalam penyemenan.
3. Diskusi dan Wawanacara
Merupakan kegiatan pengambilan data dengan cara bertanya dan diskusi secara langsung
dengan pembimbing dilapangan dan operator lapangan lainnya terkait dengan materi tugas
akhir yang diambil. Dengan menyatakan langsung kepada teknisi laboratorium ,operator
lapangan dan field supervisor hal yang berkaitan dengan pengujian slurry,peralatan
penyemenan,teknik penyemenan dan kalkullasi ataupun perhitungan slurry.
3.3. Pengolahan Data
Merupakan proses pengolahan dari data-data yang diperoleh baik dari lapangan maupun sumber
reverensi lainnya, Adapun dalam tahapan-tahapannya dari beberapa perhitungan diantaranya
adalah sebagai berikut.
3.3.1 Menghitung capasitas casing
Untuk pertama kali perhitungan yang dilakukan dalam penyemenan urutannya sebagai
berikut:
1. Perhitungan kapasitas annulus antara casing ID 20” dengan OD dengan menggunakan
persamaan (2.1)
2. Perhitungan kapasitas annulus dengan OH 17.86 dengan casing OD dengan
menggunakan persamaan (2.1)
3. Capasity Casing
Rumus = X 0.005454
4. Capasity OH 17.86
Rumus =OH X0.005454
3.3.2 Menggunakan Kebutuhan Volume Slurry Pada Lead,Tail,Shoe Joint Dan
Displacement
Setelah melakukan perhitungan capasitas casing selanjutnya dilakukan perhitungan volume
slurry yang di butuhkan
1. Perhitungan antara annulus casing dengan casing 20 Lead Slurry mengguinakan
persamaan (2.2)
2. Perhitungan TOT dengan OH lead slurry dengan menggunakan persamaan (2.2)
3. Perhitungan casing shoe sampai TOT menggunakan persamaan (2.2)
4. Perhitungan pocket kedalamaan dari float shoe sampai float colar menggunakan persamaan
(2.3)
5. Perhitungan displacement kedalam sumur dari floaat shoe sampai permukaan menggunakan
persamaan (2.3)
3.3.3 Menghitung kebutuhan material cement dan additive
Setelah kapasitas dan volume slurry di hitung dan di ketahui barulah kita dapat menghitung
berapa banyak semen(sack) air dan additive yang digunakan
1. Perhitungan Sack Cement yang dibutuhkan pada slurry lead menggunakan persamaan (2.4)
2. Perhitungan Mx Water Lead
Rumus =Total cement (sack) X mix water
3. Perhitungan total Fluid Lead
Rumus =Total cement X Total fluida
4. Perhitungan Sack Cement yang dibutuhkan pada slurru tail menggunakan persamaan (2.4)
5. Perhitungan perhitungan Mix Water Tail
Rumus =Total Cement (Sack) X Mix Water
6. Perrhitungan Total Fluid Tail
Rumus = Total Cement X Total Fluida
top related