diktat pengeboran

BAB I

PENDAHULUAN

Kegiatan pengeboran adalah salah satu kegiatan penting dalam sebuah industri

pertambangan. Kegiatan pengeboran ini mempunyai tujuan yang bermacam-macam

dan tidak hanya dilakukan dalam industri pertambangan saja namun juga untuk

bidang-bidang yang lain. Pengeboran sebagai salah satu kegiatan dalam industri telah

ada semenjak Cina mempergunakan bor tumbuk (cable tool) sekitar 4.000 tahun yang

lalu. Dengan adanya berbagai pengembangan hingga saat ini baik dari segi teknis

maupun aplikasi, pengeboran telah berkembang ke dalam delapan sektor industri

berikut ini:

Geoteknik

Pengeboran geoteknik bertujuan untuk menentukan karakteristik tanah dan batuan,

dalam beberapa hal digunakan untuk memperoleh informasi tentang kondisi alami

dan posisi muka air tanah.

Konstruksi

Pengeboran konstruksi secara umum bertujuan untuk menentukan batas antara

batuan dasar (basement) dan batuan di atasnya yang umumnya sudah mengalami

deformasi pelapukan.

Eksplorasi mineral

Eksplorasi adalah proses pencarian terhadap suatu cebakan mineral untuk

menentukan kuantitas mineral secara ekonomis. Pengeboran eksplorasi bertujuan

untuk:

- Eksplorasi tubuh bijih

- Informasi stratigrafi

- Survei seismik

- Verifikasi interpretasi geofisika dan geokimia

- Kontrol kadar bijih

- Perhitungan cadangan bijih

- Deskripsi tubuh bijih (penyebaran, bentuk, butir penyusun, dll.)

Bab I, Pendahuluan

Seismik

Pengeboran dalam kegiatan survei seismik berguna untuk menempatkan bahan

peledak sebagai sumber getaran dalam seismik refraksi maupun refleksi.

Peledakan

Pengeboran untuk keperluan peledakan berguna untuk menempatkan bahan

peledak sebagai salah satu proses untuk memberaikan material yang kompak.

Sumur air

Pengeboran dalam pembuatan sumur air bertujuan untuk membuat lubang untuk

menentukan posisi akuifer dan memproduksi air. Disamping itu pengeboran air

juga digunakan untuk:

- Mengetahui level air

- Memonitor sumur produksi

- Sumur injeksi

- Sumur dewatering dalam pertambangan atau konstruksi

Lingkungan

Pengeboran dalam lingkup lingkungan terdiri dari pengeboran geoteknik dan sumur

air untuk memonitor kualitas air tanah dan membantu dalam kontrol/remediasi

polusi air tanah.

Minyak dan gas

Pengeboran dalam industri minyak dan gas bertujuan untuk eksplorasi baik

onshore maupun offshore, injeksi, dan produksi sumur minyak dan gas.

Tujuan kegiatan yang banyak atau bermacam-macam ini membawa konsekuensi

perlengkapan, tipe, dan kapasitas mesin yang berbeda. Arah pengeboran pun bisa

vertikal ke bawah, vertikal ke atas, horizontal atau miring dengan sudut tertentu. Dalam

pegangan kuliah ini hanya dibatasi pada pengeboran untuk mineral/batubara dan

pengeboran air. Ada pun bahasannya mencakup:

Peralatan pengeboran; meliputi jenis mesin bor, pompa atau kompresor, stang

bor (drill rod), casing, core barrel, mata bor (bit), dan perlengkapan lainnya.

Lumpur pengeboran

Logging (hanya sebatas aplikasinya)

Teknis pengeboran; meliputi metode/klasifikasi pengeboran (dengan sirkulasi

dan tanpa sirkulasi) dan tahapan-tahapan pengeboran.

Masalah-masalah yang dihadapi dalam pelaksanaan pengeboran baik masalah

teknis maupun non teknis.

I-2

Bab I, Pendahuluan

Organisasi divisi pengeboran; membahas struktur organisasi pengeboran

umumnya dan tugas dari masing-masing personil.

Analisa biaya pengeboran; membahas faktor yang mempengaruhi dan

menentukan biaya pengeboran, program untuk mengontrol biaya dan beberapa

contoh rencana anggaran biaya.

I-3

BAB II

KLASIFIKASI DAN PERALATAN PENGEBORAN

Sebelum dipaparkan lebih jauh tentang metode dan peralatan pengeboran, akan

diperkenalkan beberapa istilah yang dijumpai dalam operasi pengeboran:

Tipe pengeboran, adalah jenis-jenis proses pengeboran dimana masing-masing

tipe pengeboran bisa menerapkan berbagai macam metode pembuatan lubang

dan pembersihan lubang.

Teknik pengeboran, adalah segala sesuatu yang berhubungan pada sebuah tipe

pengeboran sehingga proses pengeboran menjadi lebih efektif dan efisien.

Sebagai contoh seorang ahli bor jika menggunakan metode pengeboran putar

dengan fluida lumpur, maka harus selalu mengatur berat jenis lumpur untuk

mengontrol keseimbangan terhadap tekanan formasi.

Metode pembuatan lubang, adalah prosedur untuk memberaikan material

terkonsolidasi maupun tak terkonsolidasi dalam proses pengeboran.

Metode pembersihan lubang, adalah prosedur untuk membersihkan cutting dari

lubang bor.

Metode penyetabilan lubang, adalah prosedur untuk menjaga lubang bor tetap

terbuka, mencegah terjadinya gua-gua, atau terjadinya runtuhan dinding lubang

bor.

2.1 SISTEM KLASIFIKASI METODE PENGEBORAN

Klasifikasi pengeboran dapat didasarkan pada beberapa bagian proses pengeboran,

diantaranya berdasarkan:

Metode pembuatan lubang

Proses pembuatan lubang meliputi pemberaian batuan dari batuan yang tak

terkonsolidasi. Pembuatan lubang juga termasuk pembersihan pecahan dan

material tak terkonsolidasi dari bawah mata bor sehingga pemberaian dapat terus

berlangsung. Pembuatan lubang dapat berupa proses mekanik atau pun proses-

proses yang lain. Metode-metode pembuatan lubang berdasarkan pemberaian

mekanik adalah:

Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran

o Pengeboran cable tool

o Pengeboran putar auger

o Pengeboran putar

o Pengeboran top hole hammer

o Pengeboran putar down hole hammer

o Pengeboran putar slim hole

Gambar 2.1. Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembuatan lubang.

Metode pembersihan dan penyetabilan lubang

Karena lubang bor telah dibuat dan cutting dibersihkan dari muka mata bor, maka

cutting harus dibersihkan semuanya dari lubang bor dan dilakukan penyetabilan

dinding lubang bor. Jika lubang bor tidak terbuka dan bersih maka proses

pengeboran tidak bisa terus berlangsung. Penyetabilan lubang bisa dilakukan

dengan casing, tekanan hidrostatik, atau dengan pembuatan dinding. Metode-

metode pembersihan lubang dapat diklasifikasikan:

II - 2


o Pembersihan mekanik, pada metode ini peralatan pengeboran dalam lubang

akan melakukan pembersihan dengan sendirinya.

o Pembersihan dengan fluida (sirkulasi langsung atau normal), pada metode ini

digunakan fluida untuk membersihkan lubang bor. Sirkulasi normal adalah

dimana fluida (udara, air, atau lumpur) dipompa dengan tekanan ke bawah

melalui stang bor, mata bor, dan kemudian membawa cutting ke permukaan di

antara dinding lubang bor dan stang bor.

o Pembersihan dengan fluida (sirkulasi terbalik), pada metode ini fluida dipompa

ke bawah melalui lubang di antara dinding lubang bor dan stang bor, kemudian

melewati mata bor, dan naik ke atas melalui lubang di dalam stang bor.

Gambar 2.2. Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembersihan lubang.

II - 3


Kedalaman dan ukuran lubang

Tipe pengeboran harus sesuai dengan kedalaman dan ukuran lubang bor yang

diinginkan. Sebagai contoh bor auger tangan hanya dapat melakukan pengeboran

pada beberapa meter kedalaman dan ukuran lubang yang kecil. Beberapa tipe

pengeboran dapat diaplikasikan pada rentang ukuran lubang bor tertentu,

o Cable tool, ukuran lubang 100 mm s/d 400 mm (4-16 in) dan sampai

kedalaman 1.500 m (5.000 ft)

o Slim rotary (diamond), ukuran lubang 30 mm s/d 100 mm (1-4 in) dan sampai

kedalaman 1.500 m (5.000 ft)

Gambar 2.3. Contoh tipe pengeboran berdasarkan kedalaman dan ukuran lubang.

Aplikasi

Tipe pengeboran juga dapat diklasifikasikan berdasarkan aplikasinya seperti cable

tool untuk pengeboran air, rotary untuk pengeboran minyak, hammer untuk

pengeboran pada kuari, dll. Dalam hal ini klasifikasi lebih banyak ditentukan oleh

sifat formasi seperti ditunjukkan dalam daftar berikut:

o Pengeboran pada formasi yang terkonsolidasi

Cable - Sampel bagus

II - 4


Rotary mud - Tingkat penetrasi cepat

Rotary air - Sangat cepat pada formasi yang kering dan kohesif

Rotary mud reverse - Sampel bagus, penetrasi cepat, menjaga kondisi

dinding

Auger - Murah dan cepat pada formasi kering

Jetting - Murah pada kondisi air yang melimpah

o Pengeboran pada formasi yang stabil (high drillability)

Rotary - Semua fluida memberikan hasil yang bagus

Cable tool - Bagus tetapi lebih lambat

Hammer - Sampling chip dan air, penetrasi cepat

Diamond coring - Lebih lambat dari hammer, sampel lebih sempurna

o Pengeboran pada formasi yang stabil (low drillability)

Hammer - Penetrasi cepat

(Top hole untuk pengeboran dangkal dan down hole untuk pengeboran dalam)

Diamond drills - Informasi lengkap dan inti lebih bagus

Heavy rotary drills - Murah dan cepat

o Pengeboran pada formasi boulder dan breksi keras

Beberapa tipe pengeboran dapat dilakukan dalam berbagai teknik pengeboran, dalam

hal ini aplikasi akan menentukan teknik pengeboran yang digunakan. Dalam hal

aplikasi untuk mendapatkan informasi bawah permukaan maka sistem kontrol yang

cermat dan interpretasi semua indikator pengeboran adalah parameter yang

diutamakan.

Dalam aplikasi untuk lingkungan maka metode pengeboran harus tidak memberikan

dampak terhadap kualitas sampel kimia maupun biologi. Kondisi seperti ini

memerlukan modifikasi dalam teknik pengeboran.

Dalam aplikasi yang membutuhkan sampel inti maka metode pengeboran dipilih

terhadap proses penetrasi yang stabil sehingga akan memberikan inti yang lebih

sempurna yang tertampung dalam core barrel.

Untuk aplikasi yang hanya menginginkan lubang bor maka digunakan metode dengan

penetrasi yang cepat dimana cutting dan proses pembersihannya dilakukan secara

cepat tetapi efektif sehingga tetap dapat menjaga stabilitas dinding lubang bor.

II - 5


2.2 TRANSMISI KE MATA BOR

2.2.1 Transmisi Tenaga

Ahli bor harus mengendalikan dan mengontrol kinerja mata bor dari posisi collar lubang

bor. Dalam banyak hal, tenaga diperlukan untuk membuat mata bor bekerja menggali

dimana tenaga berasal dari titik collar lubang bor. Tenaga harus ditransmisikan ke

bawah lubang bor dimana mata bor bekerja. Transmisi tenaga dapat berlangsung

dengan perantara:

Cable

Pergerakan memutar dari pipa dan stang bor

Pergerakan axial dari pipa dan stang bor

Aliran fluida

2.2.2 Kontrol Mata Bor

Transmisi tenaga tidaklah simpel untuk dilaksanakan di lapangan secara efisien,

tenaga harus ditransmisikan pada prosedur yang tepat sehingga mata bor akan

menggali batuan secara efisien.

Pada cable tool, kawat (cable) dikontrol melalui dua hal yaitu pergerakan yang

ditentukan oleh panjang hentakan, tingkat hentakan, dan kecepatan

pengangkatan/penjatuhan selama proses hentakan. Pengontrol yang kedua adalah

bentuk dan berat peralatan pengeboran yang akan menambah tenaga untuk

memberaikan batuan.

Pada sistem pengeboran putar dengan pipa dan stang, mata bor lebih terkontrol oleh

karena:

Gaya dorong dan tekanan yang dipertahankan pada rangkaian bor melalui collar

Tenaga putaran pada collar

Diameter dari rangkaian bor (berhubungan dengan diameter lubang bor)

Kecepatan putaran

Kecepatan pergerakan rangkaian bor ke dalam dan keluar lubang bor

Bentuk dan berat dari rangkaian bor

II - 6


2.2.3 Perilaku Fluida

Lebih banyak tipe pengeboran menggunakan fluida untuk membantu proses

pembuatan lubang. Pada sistem cable tool pergerakan rangkaian bor menyebabkan

sirkulasi fluida di dasar lubang bor atau di sekitar mata bor. Kecepatan fluida dikontrol

oleh gerak pengeboran, viskositas fluida dalam lubang, dan bentuk serta ukuran

lubang fluida pada mata bor. Proses pengangkatan dan penjatuhan akan

menyebabkan aliran fluida yang mana aliran ini akan membantu mengerakkan cutting

masuk ke dalam badan rangkaian bor.

Pada sistem pipa terdapat tiga sistem aliran fluida yaitu sirkulasi standar, sirkulasi

terbalik, dan sirkulasi dua pipa (lihat Gambar 2.4). Pompa atau kompresor digunakan

untuk menggerakkan fluida sehingga terjadi aliran sirkulasi fluida.

Gambar 2.4. Sistem aliran fluida bor.

II - 7


2.2.4 Pipa

Pipa banyak digunakan pada bagian-bagian alat pengeboran atau aktivitas konstruksi

sumur, penggunaan pipa di antaranya:

Sistem hidrolik

Media aliran fluida

Pipa bor putar dan collar

Stang bor diamond dan casing

Casing sumur air dan minyak

Dll

Stang Bor

Stang bor merupakan pipa yang terbuat dari baja dimana bagian pada ujung-ujungnya

terdapat ulir. Sebagai penghubung antara dua buah stang bor digunakan double

nepple (Gambar 2.5).

Gambar 2.5. Double nepple sebagai penghubung dua buah stang bor.

Dalam kegiatan pengeboran stang bor berfungsi sebagai:

a. Rangkaian untuk mentransmisikan putaran, tekanan, dan tumbukan yang

dihasilkan oleh mesin bor menuju mata bor

b. Jalan keluar-masuknya fluida bor pada pengeboran putar

Stang bor harus bisa mengimbangi gaya/tekanan yang tidak hanya besar tetapi juga

gaya/tekanan yang selalu berubah setiap saat dengan cepat. Stang bor harus tahan

terhadap material abrasif dan lingkungan yang korosif. Stang yang mempunyai tebal

dinding yang seragam akan berpotensi terjadinya pembengkokan pada titik-titik

sambungan pipa (lihat Gambar 2.6a). Untuk mengatasi permasalahan seperti ini maka

harus digunakan sambungan yang khusus (double nepple) untuk memperkuat ujung-

ujung stang bor. Selain itu cara lain untuk memperkuat ujung stang bor adalah dengan

menambah ketebalan dinding pipa pada ujungnya, metode ini disebut dengan

upsetting (lihat Gambar 2.6b).

II - 8


a b

Gambar 2.6. Pembengkokan pada sambungan stang bor (a), salah satu cara mengatasinyadengan upsetting (b).

Secara umum pemilihan ukuran dan jenis stang bor harus memperhatikan hal-hal

berikut ini:

1. Tujuan pengeboran

2. Tipe pengeboran

3. Kedalaman pengeboran

4. Diameter lubang bor

5. Kekerasan batuan formasi

6. Metode sirkulasi fluida

Adapun rangkaian stang bor dan ukurannya yang digunakan dalam operasi

pengeboran tergantung dari tipe pengeboran yang diterapkan. Rangkaian stang bor

dan ukurannya secara detil akan dibahas pada masing-masing tipe pengeboran.

Casing

Casing adalah pipa yang digunakan untuk mempertahankan lubang bor tetap terbuka

(tidak runtuh/collapse) setelah tahap pengeboran atau pada konstruksi sumur

air/minyak. Disamping itu casing juga digunakan untuk melindungi peralatan

pengeboran dari gangguan-gangguan. Casing tidak diperuntukkan pada beban yang

lebih berat lagi. Contoh rangkaian casing dapat dilihat di Gambar 2.7.

II - 9


Gambar 2.7. Rangkaian pipa casing.

Terdapat dua tipe untuk menghubungkan pipa casing, yaitu:

1) Tipe flush joint

Dimana penghubung antara pipa satu dengan pipa lainnya dilakukan secara

langsung.

2) Tipe flush coupled

Dimana penghubung antara pipa satu dengan pipa lainnya menggunakan sebuah

coupling.

Beberapa komponen yang terdapat dalam casing di antaranya meliputi:

1. Casing Swivel

Alat ini digunakan untuk menghubungkan antara pipa casing dan stang bor.

2. Casing Head

Alat ini dipasang di bagian atas casing untuk melindungi drat casing bagian atas.

3. Casing Shoe

Alat ini digunakan untuk melindungi casing bagian bawah dari kerusakan.

4. Casing Cutter

Adakalanya di dalam suatu lubang casing terjadi suatu masalah. Pada kasus-kasus

semacam ini maka casing cutter digunakan untuk memotong casing pada titik yang

kita inginkan.

II - 10


5. Casing Band

Alat ini digunakan untuk menjepit pipa casing selama operasi pengangkatan dan

penurunan.

Ukuran casing ada bermacam-macam dan kelengkapannya pun cukup banyak, secara

umum dapat dilihat di bagian Lampiran.

Core Barrel

Core barrel adalah pipa yang digunakan untuk membungkus inti (core) dari kegiatan

pengeboran putar. Dengan core barrel maka inti bor akan dapat dibawa ke permukaan

sehingga bisa dilakukan pengamatan dan analisis yang jauh lebih baik daripada

cutting. Pembahasan mengenai core barrel selanjutnya akan diberikan secara detil

pada bagian tipe pengeboran putar.

2.2.5 Mata Bor

Mata bor merupakan salah satu komponen dalam pengeboran yang digunakan

khususnya sebagai alat pembuat lubang (hole making tool). Gaya yang bekerja pada

bit agar bit dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan secara garis besar terbagi

atas dua macam yaitu gaya dorong (tekan) dan gaya putar. Keefektifan penetrasi yang

dilakukan pada pengeboran tergantung pada kedua gaya jenis ini.

Gaya dorong dapat dihasilkan melalui tumbukan yang dilakukan pada pengeboran

tumbuk (percussive drilling), pemuatan bit (bit loading), dan tekanan di bawah

permukaan (down pressure). Gaya putar dapat dihasilkan pada mekanisme

pengeboran putar (rotary drilling) dengan bantuan mesin putar mekanik yang dapat

memutar bit (setelah ditransmisikan oleh stang bor) dan dengan bantuan gaya dorong

statik mengabrasi batuan yang akan ditembus. Gaya dorong yang bersifat statik yang

secara tidak langsung turut menunjang gaya-gaya tersebut di atas misalnya berat dari

stang bor dan berat rig.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan bit yaitu :

1. Ukuran dan bentuk mata bor

2. Ukuran gigi mata bor

II - 11


3. Berat mata bor

4. Kekerasan matriks

5. Konfigurasi pelulusan air

Kelima faktor ini merupakan veriabel yang harus disesuaikan dengan beberapa kondisi

di lapangan, diantaranya struktur geologi, kualitas bantuan, model pengeboran, dan

kedalaman. Beberapa jenis mata bor diantaranya meliputi :

1. Mata bor rotasi

a. Mata bor pisau (blade bit)

b. Air coring bit

c. Roller bit

2. Mata bor tumbuk

a. Chisel bit

b. Cross bit

c. Button bit

3. Mata bor auger, yang terbagi atas 2 variasi :

a. Tipe auger

b. Tipe kelly

4. Mata bor pada pengeboran cable (Cable drill bits)

a. Mata bor chisel

b. Mata bor tabung

5. Mata Bor Intan

a. Impregnated bit

b. Surface set bit

c. Mata bor formasi lunak

Pembahasan lebih mendetil tentang mata bor akan diberikan pada bagian tipe

pengeboran dan bagian Lampiran.

2.2.6 Rangkaian Pelengkap

Beberapa peralatan pelengkap yang sering dipakai dalam kegiatan pengeboran

diantaranya meliputi:

a. Alat untuk menaikan dan menurunkan

II - 12


- Water Swivel

Alat ini digunakan untuk melewatkan fluida seperti air, lumpur, dll. Dari pompa

menuju ke dalam stang bor yang berputar.

- Hoisting Water Swivel

Alat yang didesain untuk melewatkan air ke dalam stang bor yang sedang

berputar selama proses pengangkatan dan penurunan.

- Hoisting Plug (Hoisting Swivel)

Alat ini dihubungkan pada rope socket dan digunakan ketika proses

pengangkatan dan penurunan stang bor.

- Hoisting Rope Socket

Bagian atas alat ini dihubungkan dengan hoisting wire rope yang di-las

menggunakan babbit metal. Bagian bawahnya dihubungkan dengan hoisting

plug.

Gambar 2.8. Peralatan pelengkap untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian bor.

- Rod Holder

Alat ini digunakan untuk menjepit stang bor pada saat pengangkatan atau

penurunan.

II - 13


- Snatch Block

Alat ini diletakkan di puncak menara pengeboran dan digunakan untuk

mengangkat dan menurunkan stang bor, core barrel, dan mata bor. Pada

kenyataannya beban yang diangkat atau diturunkan itu terlalu berat, oleh

karena itu digunakan crown block atau traveling block untuk membantu

proses pengangkatan dan penurunan.

- Travelling Block

Alat ini digunakan bersama dua/tiga buah kabel untuk mengangkat atau

menurunkan peralatan pengeboran.

- Crown Block

Crown block diletakkan di bagian atas menara dan umumnya digunakan

untuk mengangkat dan menurunkan peralatan pengeboran.

Gambar 2.9. Peralatan pelengkap untuk memancing rangkaian bor

yang terlepas atau terjepit dalam lubang.

II - 14


- Lowering Iron

Alat ini digunakan pada pengeboran dangkal untuk menurunkan stang bor

secara cepat. Stang bor yang cocok ukurannya: 33,5 mm, 40,5 mm, EW, AW.

- Come Along

Alat ini digunakan untuk menurunkan stang bor dan digunakan pada

pengeboran dangkal.

b. Peralatan pancing

- Rod Coupling tap

Alat ini digunakan untuk mengeluarkan batang bor yang rusak dan dibiarkan

tertinggal dalam lubang bor untuk satu alasan.

- Rod Inside Tap – Rod Outside Tap

Alat ini berungsi hampir sama dengan rod coupling tap

- Casing Tap – Core Barrel Tap

Alat ini digunakan untuk mendapatkan casing tubes/core barrel yang

tertinggal di lubang bor.

- Rod Band

Alat ini digunakan untuk menjepit batang bor yang tertinggal di lubang bor.

- Knocking Block

Alat ini digunakan untuk menerima pengaruh pada saat hammering untuk

melindungi peralatan bor.

- Drive Hammer with Chain

Alat ini digunakan untuk hammering ketika peralatan bor mengalami

kemacetan.

- Pipe Pulling Jack

Alat ini digunakan untuk mengangkat peralatan bor, mempunyai dua tipe,

yaitu: hydraulic type dan screw type.

c. Menara

Terdapat dua tipe menara yang biasa digunakan dalam pengeboran yaitu :

- Derrick, digunakan untuk pengeboran tegak.

- Tripod, digunakan untuk pengeboran miring.

II - 15


a b

Gambar 2.10. Tripod untuk pengeboran miring (a) danderrick untuk pengeboran tegak (b).

d. Peralatan Teknis

- Parmalee Wrench

Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa-pipa yang kecil,

seperti kawat core barrel tanpa merusak tabung.

- Pipe wrench

Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa seperti stang bor,

core barrel, dan lain-lain.

- Super Tong

Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa-pipa dengan ukuran

besar dengan diameter berukuran di atas 100 mm.

II - 16


a b

Gambar 2.11. Parmalee wrench (a) dan pipe wrench (b).

II - 17


Gambar 2.12. Contoh susunan peralatan pengeboran pada rotary drilling.

II - 18

BAB III

PENGEBORAN DENGAN FLUIDA

Sebagian besar aplikasi pengeboran menggunakan fluida dalam penanganan cutting

atau sampel. Dalam bab ini akan dibahas tentang Pengeboran Tumbuk (Cable Tool

Drilling) yang mempergunakan fluida untuk memperoleh slurry dan Pengeboran Putar

(Rotary Drilling) yang menggunakan fluida untuk membersihkan cutting. Dilihat dari

fluida, perbedaan dari kedua metode ini adalah adanya sirkulasi fluida pada rotary

drilling dan tidak adanya sirkulasi fluida pada cable tool drilling.

3.1 PENGEBORAN CABLE TOOL

3.1.1 Metode Pengeboran Cable Tool

Jenis pengeboran cable tool mulai dipergunakan pada tahun 1859 untuk membuat

sumur minyak di Pennsylvania, USA. Sistem pengeboran ini masih dipergunakan

hingga di era modern dengan berbagai pengembangan. Pada saat ini alat bor jenis ini

yang paling banyak dipergunakan adalah cable tool spudding.

Komponen yang penting dalam peralatan cable tool adalah:

Kawat (cable) yang menggerakkan rangkaian bor

Bailer

Sistem pengangkatan/penjatuhan rangkaian bor

Walking beam

Spudding arm

Casing

Prinsip operasional jenis pengeboran ini adalah pembuatan lubang dengan:

Pemberaian batuan/formasi dengan tumbukan berulang-ulang

Mengaduk cutting dengan air menjadi slurry pada dasar lubang

Membersihkan cutting dan penimbaan (bailing)

Bab III, Pengeboran dengan Fluida

Mata bor akan memecahkan batuan terkonsolidasi menjadi kepingan kecil atau akan

melepaskan butiran-butiran dari formasi. Kepingan atau hancuran tersebut merupakan

campuran lumpur dan fragmen batuan (“slurry”) pada bagian dasar lubang. Jika di

dalam lubang tidak dijumpai air maka perlu ditambahkan air guna membentuk slurry.

Pertambahan volume slurry sejalan dengan kemajuan pengeboran yang pada jumlah

tertentu akan mengurangi daya tumbuk bor. Bila kecepatan laju pengeboran sudah

menjadi sangat lambat, slurry diangkat ke permukaan dengan menggunakan timba

(bailer) atau sand pump.

Gambar 3.1. Rangkaian peralatan pada cable tool.

Metode lain dari cable tool adalah dengan menyertakan pipa sampel atau disebut juga

metode shell dimana pembuatan lubang dilakukan dengan memasukkan pipa ke dalam

formasi dan mengangkat pipa beserta padatan formasi yang terperangkap dalam pipa

tersebut. Metode ini bisa menerapkan salah satu dari gerakan berikut:

Menggerakkan pipa sampel dengan pukulan berulang-ulang menggunakan

gerakan spudding atau resiprokal.

Menggerakkan pipa sampel ke bawah dengan gerakan menarik dan melepas

secara berulang-ulang.

III - 2


Menggerakkan pipa sampel ke bawah dalam sekali jatuhan dengan jarak yang

panjang.

Dua metode gerakan terakhir lebih umum digunakan dalam kapasitas mesin yang kecil

dimana tidak dilengkapi dengan tenaga penggerak resiprokal.

a b

Gambar 3.2. Skema walking beam (a) dan spudding arm (b) yang menghasilkangerakan naik-turun.

Pada awalnya gerakan resiprokal cable tool diperoleh dari walking beam. Pada saat ini

gerakan resiprokal lebih banyak diperoleh dari spudder. Biasanya spudder terdapat

pada mesin cable tool yang mempunyai kapasitas besar, mengangkat rangkaian bor

dengan cepat dan kemudian menjatuhkannya secara bebas ke dasar lubang bor.

Cable tool spudding bisa dipergunakan dalam banyak aplikasi pengeboran dimana

teknik-teknik pengeboran harus disesuaikan dengan tujuan yang ingin dicapai.

Beberapa teknik pengeboran telah dikembangkan diantaranya yang paling banyak

ditemui adalah:

Cable tool normal, adalah teknik yang biasanya digunakan untuk formasi yang

terkonsolidasi. Gerakan spudding dioperasikan untuk:

o Menjatuhkan rangkaian bor dengan bebas.

o Menangkap rangkaian bor sebelum sampai di dasar lubang sehingga pada saat

mata bor menghantam batuan maka kawat dalam keadaan tidak mengendur.

o Mempercepat penarikan rangkaian bor ke atas.

o Memungkinkan rangkaian bor tidak terikat sesaat terhadap kawat sehingga

swivel memutar mata bor.

III - 3


Churn drilling, adalah teknik yang biasanya digunakan untuk formasi yang tidak

terkonsolidasi. Dalam hal ini tiang penggantung dilengkapi dengan bantalan karet

secara efektif (recoil system). Penambahan bantalan karet ini dimaksudkan untuk

mempercepat gerakan mata bor ke atas sesaat setelah menghantam material di

dasar lubang.

Casing plug drilling, dalam teknik ini digunakan casing yang berat sehingga bisa

memotong lubang dan mempertahankan material yang terperangkap di dalamnya.

Dalam hal ini rig harus mempunyai kapasitas yang besar untuk menarik casing.

a b

Gambar 3.3. Recoil system pada churn drilling (a) dan skema casing plug drilling (b).

Shell, adalah teknik yang menyertakan peralatan pipa dalam rangkain bor. Pipa ini

dapat dipergunakan sebagai tabung contoh.

Gambar 3.4. Skema rangkaian bor pada shell drilling.

III - 4


Grab/clam shell drilling, teknik pengeboran ini digunakan pada sumur dengan

diameter yang besar (4 meter atau lebih) dan materialnya tidak terkonsolidasi.

Casing dimasukkan ke dalam material/formasi dengan dibantu oleh beban berat

casing tersebut atau dibantu dengan alat vibrator atau hidrolik. Kemudian clam

atau bailer yang besar digunakan untuk mengekskavasi material di dalam casing

yang sudah tertanam.

Gambar 3.5. Skema clam shell drilling.

3.1.2 Komponen Utama Rangkaian Cable Tool

Dalam operasi pengeboran cable tool, rangkaian bor setidaknya terdiri dari empat

macam komponen, yaitu:

Kawat

o Peralatan gerakan naik-turun

o Peralatan kontrol gerakan

Ukuran kawat yang biasa digunakan dalam berbagai jenis pengeboran cable tool

mempunyai diameter 5/8 atau 3/4 in (16 mm atau 19 mm). Anyaman kawat

mengikuti aturan tangan kiri karena pada saat kabel menegang maka akan

menggerakkan rangkaian bor searah jarum jam dimana gerakan ini akan

mempererat sambungan-sambungan rangkaian bor.

III - 5


Pada sambungan dengan swivel socket, kawat harus diberikan pengaman

sehingga tidak mudah membengkok pada saat hentaman mata bor di dasar lubang

(Gambar 3.6b). Pembengkokan yang tajam dan berkali-kali setiap saat akan

membuat kawat rusak (putus).

Soket kili-kili (swivel socket)

o Penghubung kawat dengan komponen bor

o Memungkinkan kawat dapat digabung dan dilepas terhadap komponen bor

o Meneruskan putaran kawat ke rangkaian bor agar pahat (bit) dapat menumbuk

ke segala sisi sehingga lubang bor lurus

b

a c

Gambar 3.6. Komponen keseluruhan cable tool (a), pengaman kawat (b),dan swivel socket (c).

III - 6


Tangkai bor (drill stem)

o Sebagai pemberat dan pelurus lubang

o Mentransmisikan gerakan ke mata bor

Diameter tangkai bor tidak lebih besar terhadap diameter piranti penghubung

rangkaian. Panjang tangkai bor disesuaikan dengan berat rangkaian bor yang

dibutuhkan sehingga pengeboran menjadi lebih efektif. Biasanya tangkai bor

mempunyai panjang 2 – 6 m atau 6 – 20 ft. Dua tangkai bor bisa digabung jika

dikehendaki berat rangkaian bor yang lebih besar.

Mata bor (drill bit)

o Pembuat lubang

o Memberaikan dan melebarkan (reaming) lubang

o Mengaduk cutting

a b

Gambar 3.7. Komponen drill stem dan bit pada rangkaian bor cable tool.

Mata bor yang akan dipilih harus disesuaikan dengan rig, jenis formasi yang akan

dibuat lubang, dan metode sampling yang dikehendaki. Beberapa jenis mata bor

yang sering digunakan dalam pengeboran cable tool adalah:

III - 7


Earth socket, dimana mata bor ini sering digunakan pada saat awal

pengeboran (dekat permukaan). Mata bor ini akan mendapatkan sampel yang

bagus untuk tujuan penyelidikan.

Chop pump, mata bor ini mempunyai keuntungan khusus yaitu mampu

mengangkat cutting naik ke atas dan tertahan dalam tabung oleh karena

adanya katup flapper. Tabung ini dapat dikosongkan dengan menekan katup

flapper.

Star bit, mata bor ini diperuntukkan pada formasi yang sudah terdeformasi atau

banyak terdapat jejaring rekahan/retakan.

Twisted blade bit, mata bor ini mampu melakukan gerakan memutar untuk

memecahkan cutting/formasi yang keras.

Spudding bit, mata bor ini digunakan pada rig yang ringan untuk memulai

pembuatan lubang pada formasi yang lunak.

Undercutting bit, desain off-set menyebabkan mata bor membuat lubang lebih

besar sehingga memungkinkan pemasangan casing menjadi lebih mudah.

a b c

d e f

Gambar 3.8. Mata bor untuk cable tool: earth socket (a), chop pump (b), star bit (c), twistedblade bit (d), spudding bit (e), dan undercutting bit (f).

III - 8


Selain perlengkapan dalam cable tool di atas juga terdapat peralatan tambahan yang

bisa dirangkai yaitu drilling jar. Peralatan ini berupa sepasang batang baja yang

“bertaut” yang dimaksudkan untuk melepaskan bit jika terjepit dengan hentakan ke

atas, dibutuhkan pada rangkaian bor dimana ditemui formasi yang halus dan lengket.

Biasanya drilling jar dipakai pada kedalaman lubang lebih dari 30 m (100 ft). Gerakan

menghantam juga diberikan oleh jar yang bebas tak terikat pada saat rangkaian bor

dijatuhkan dan kemudian tiba-tiba sampai dan menjepit pada tangkai bor. Jar dipasang

di bawah swivel socket dan di atas tangkai bor, biasanya jarak hentakan pendek yaitu

sekitar 115 mm (4,5 in). Jar tidak dipasang pada saat memulai pembuatan lubang dan

pada saat merintis pemasangan casing.

Peralatan tambahan yang lain adalah bailer, alat ini digunakan untuk membersihkan

dasar lubang dari cutting. Bailer dioperasikan pada kawat yang terpisah terhadap

rangkaian bor. Pada saat bailer beroperasi maka rangkaian bor harus dikeluarkan dari

lubang bor.

a b

Gambar 3.9. Peralatan tambahan pada cable tool berupa drilling jar (a) dan bailer (b).

III - 9


3.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Pengeboran Cable Tool

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan laju pengeboran (penetrasi) dalam

cable tool diantaranya adalah :

1. Kekerasan lapisan batuan

2. Diameter dan kedalaman lubang bor

3. Jenis mata bor

4. Beban pada alat bor (tool string)

5. Kecepatan dan jarak tumbuk (stroke)

Beberapa keuntungan dari jenis pengeboran cable tool ini adalah:

Murah biaya operasional, perawatan, dan mobilisasinya

Bisa mendapatkan sampel yang bagus untuk formasi yang tidak terkonsolidasi

Mudah dalam mengenali akuifer

Tanpa sirkulasi

Cocok untuk daerah yang sulit dijangkau dimana persediaan air dan bahan bakar

sangat terbatas

Lebih mudah mendapatkan sampel pada formasi yang banyak berongga

(cavernous)

Kemungkinan kontaminasi karena pengeboran relatif lebih kecil

Dapat melakukan pengeboran pada lebih banyak jenis litologi dengan satu

rangkaian bor

Beberapa kekurangan dari jenis pengeboran cable tool adalah:

Kecepatan penetrasi lambat

Tidak memiliki sarana pengontrol jika dijumpai keadaan artesis positif yang

mengalir ke permukaan

Tidak mempunyai sarana pengontrol kestabilan lubang bor

Tumbukan yang keras dapat menyebabkan keruntuhan pada beberapa formasi

sehingga akan diperoleh sampel yang tercampur

Jika dibutuhkan casing maka akan kesulitan untuk melakukan pengeboran dalam

Sering terjadi kawat putus

Pada formasi yang mengalami swelling clay (lempung yang mengembang apabila

terisi air) akan menghadapi banyak hambatan

Tidak bisa untuk mendapatkan inti (core)

III - 10


3.2 PENGEBORAN PUTAR (ROTARY DRILLING)

3.2.1 Metode Pengeboran Putar

Pengeboran putar adalah semua bentuk pengeboran dimana pembuatan lubang

dilakukan dengan memutar mata bor di dasar lubang bor. Mata bor pada rangkaian bor

putar biasanya mempunyai diameter yang lebih besar dari stang bor. Pada sistem

pengeboran ini digunakan sirkulasi fluida untuk mengangkat/membersihkan cutting.

Pengeboran putar slim hole adalah salah satu bentuk dari metode ini, yang

membedakan dari dua metode ini adalah:

Pengeboran putar menghasilkan lubang bor yang lebih besar dari stang bor

(diameter mata bor lebih besar daripada stang bor)

Pengeboran putar slim hole menghasilkan lubang yang sedikit lebih besar dari

stang bor (diameter mata bor sama dengan stang bor)

Bor putar memberaikan batuan dengan memutar mata bor dan selain itu juga harus

memberikan tekanan pada mata bor. Untuk operasi pengeboran vertikal ke bawah

(downward) maka berat dari rangkaian bor secara otomatis akan memberikan tekanan

kepada mata bor. Pada kondisi tertentu juga sering digunakan pipa khusus sebagai

pemberat (drill collar) tepat di atas mata bor. Disamping itu tekanan juga bisa

dihasilkan dari unit transmisi hidrolik mesin bor.

Terdapat tiga metode dalam memutar rangkaian bor yaitu:

Dengan memutar meja putar (rotary table) yang berhubungan langsung dengan

pipa (stang bor), dalam hal ini unit pemutar bersifat statis. Putaran vertikal yang

dihasilkan oleh mesin penggerak diubah menjadi putaran horisontal oleh sebuah

meja putar yang pada bagian bawahnya terdapat alur-alur berpola konsentris.

Dengan memutar pipa (stang bor) langsung oleh unit pemutar (mesin bor) yang

juga ikut bergerak ke bawah (top drive) sehingga unit pemutar bersifat dinamis.

Memutar mata bor dengan unit turbin pemutar di dalam lubang bor (downhole

turbine)

III - 11


a b c

Gambar 3.10. Skema unit pemutar pada pengeboran putar, rotary table (a), top drive (b), dandownhole turbine (c).

Disamping tenaga putaran, kemajuan pengeboran juga sangat dipengaruhi oleh

tekanan yang berasal dari beban rangkaian bor itu sendiri atau ditambah dengan

tekanan hidrolik dari pompa mesin bor. Pengeboran putar hidrolik mengkombinasikan

tekanan hidrolik, beban rangkaian bor, dan tenaga putaran ke mata bor untuk

memberaikan formasi. Top drive adalah salah satu jenis pengeboran yang

menggunakan tekanan hidrolik pada unit pemutar dinamis. Sementara pada unit

pemutar statis, tekanan hidrolik dari pompa ditransmisikan ke rangkaian bor melalui

spindle.

Gambar 3.11. Spindle sebagai pentransmisi tekanan hidrolik ke stang bor.

3.2.2 Sirkulasi Fluida

Terdapat beberapa sistem sirkulasi dalam operasi pengeboran yaitu:

Sirkulasi udara konvensional

III - 12


Dalam hal ini udara yang dipompakan oleh kompresor akan menggerakkan

hammer bit dan kemudian akan membersihkan cutting dari dasar lubang bor keluar

permukaan. Sirkulasi udara ini juga bisa digunakan untuk membersihkan cutting

pada pengeboran putar.

Gambar 3.12. Sirkulasi udara dengan kompresor dalam operasi pengeboran.

Sirkulasi langsung air/lumpur

Air atau lumpur juga banyak digunakan dalam berbagai operasi pengeboran.

Cairan dapat mengeluarkan cutting dan juga menghilangkan panas pada mata bor

sebagai akibat gerusan yang terus menerus. Disamping itu lumpur juga bisa

sekaligus digunakan sebagai penyetabil lubang bor supaya tidak mudah runtuh.

Dibandingkan dengan udara maka penggunaan air atau lumpur ini jauh lebih kecil

volume-nya dan juga kecepatan sirkulasinya.

Sirkulasi terbalik

Pada sirkulasi ini fluida dialirkan ke bawah melalui lubang bor dan di luar pipa bor

hingga mencapai mata bor, kemudian bergerak ke atas melalui bagian dalam dari

pipa bor dengan membawa cutting ke permukaan. Fluida disirkulasikan dengan

pompa yang mengisap dari hoisting swivel dan kemudian dialirkan ke pit untuk

pengendapan cutting. Dalam sirkulasi terbalik ini lebih umum digunakan air atau

lumpur yang encer sebagai fluidanya.

III - 13


a b

Gambar 3.13. Sistem sirkulasi normal/langsung (a) dan sirkulasi terbalik (b).

III - 14


a b

c d

Gambar 3.14. Beberapa jenis rig: light top drive rig (a), rotary table drive drill (b),heavy rotary drill (c), dan oil field rig (d).

III - 15


3.2.3 Rangkaian Utama Pengeboran Putar

Pengeboran putar berbeda dengan cable tool, dalam hal tipe rig, fluida, sirkulasi, mata

bor, dll yang digunakan akan sangat berbeda antara aplikasi yang satu dengan aplikasi

yang lain. Masing-masing komponen dari sistem pengeboran ini dapat saling ditukar

untuk memperoleh rangkaian yang cocok dengan kondisi pekerjaan.

Komponen utama dalam pengeboran putar terdiri dari rig, mesin bor, dan rangkaian

bor yang selengkapnya dapat dijelaskan sebagai berikut:

Rig

Rig akan berbeda antara metode yang satu dengan yang lainnya disesuaikan

dengan jenis mesin bor, sistem transmisi tenaga, diameter dan kedalaman lubang

bor. Berikut dalam Gambar 3.14 adalah contoh rig yang digunakan dalam operasi

pengeboran putar.

Rangkaian bor

Rangkaian bor terdiri dari tiga komponen utama yaitu:

1. Sistem penambat dan penggerak

Sistem ini menghubungkan rangkaian bor dengan rig dan sistem tenaga.

Terdapat dua jenis perangkat dalam sistem ini yaitu rotary table dan top drive.

Pada rotary table, rangkaian bor dan peralatannya tertambat dengan bagian

atas rig melalui sebuah travelling block. Swivel berfungsi hanya sebagai

pentransmisi fluida dan tidak termasuk pentransmisi putaran. Travelling block

dan swivel harus mampu menahan dalam pengerekan (hoisting) dari seluruh

rangkaian bor beserta fluida yang ada di dalam sirkulasinya. Rotary table

mentransmisikan gerakan memutar ke kelly, yaitu sebuah tangkai dengan sisi-

sisi yang biasanya berupa bujursangkar, heksagonal, atau berupa kolom yang

bergalur. Kelly dibuat dari pipa yang berat dan tidak mudah terpuntir, berfungsi

mentransmisikan putaran ke rangkaian bor (Gambar 3.16b).

III - 16


a b

Gambar 3.15. Travelling block (a) dan rotary swivel (b).

a b

Gambar 3.16. Rotary table (a) dan rotary kelly (b).

Pada sistem top drive (Gambar 3.17), dari bagian atas rig sebuah unit

penggerak menggerakkan secara langsung pipa bor. Travelling block bisa juga

dipasang untuk menahan peralatan pada saat pengangkatan atau penurunan

rangkaian bor dari/ke dasar lubang. Dalam hal ini berat unit penggerak juga ikut

memberikan tenaga dorong disamping rangkaian bor itu sendiri. Biasanya

swivel sudah terintegrasi pada unit penggerak.

III - 17


Gambar 3.17. Sistem top head drive.

2. Pipa bor putar/stang bor ( drill rod ), casing, dan core barrel

Stang Bor

Ukuran stang bor dipilih sesuai dengan diameter lubang bor yang diinginkan

atau disesuaikan dengan kapasitas pengerek (hoisting capacity) dari mesin bor

yang digunakan. Panjang stang bor pada pengeboran minyak bervariasi antara

18 – 22 ft (Range 1), 27 – 30 ft (Range 2), dan 38 – 45 ft (Range 3), dimana

Range 1 lebih umum dijumpai pada sebagain besar operasi pengeboran. Stang

bor untuk keperluan yang lain misalnya untuk pengeboran eksplorasi biasanya

sudah ditentukan panjangnya oleh produsen, umumnya 3 atau 6 meter (10 atau

20 ft).

Stang bor didesain untuk bisa digunakan dalam gaya regang yang besar,

kondisi ini pada prakteknya lebih diinginkan daripada kondisi stang bor yang

tertekan. Pada kondisi gaya tekan yang jauh lebih besar maka rangkaian stang

bor akan lebih rentan terhadap pembengkokan. Pada Gambar 3.18

diilustrasikan kondisi rangkaian bor yang membengkok oleh karena gaya

tekan/kompresi yang besar bisa diimbangi dengan memberikan alat tambahan

berupa pemberat pada bagian bawahnya.

III - 18


a b

Gambar 3.18. Kondisi apabila gaya tekan terlampau besar dibanding gaya regang (a),bisa diimbangi dengan pemberat sebagai peregang (b).

Tabel III.1. Stang bor wireline seri “Q”.

Tabel III.2. Stang bor wireline seri “CHD”.

Tabel III.3. Core barrel konvensional seri “MLC”, lebih umum digunakan.

III - 19


Tabel III.4. Core barrel wireline seri “Q/Q-3”.

Tabel III.5. Core barrel wireline seri “CHD”.

Diameter stang bor bervariasi dan masing-masing digunakan sesuai dengan

kebutuhan atau diameter lubang bor yang diinginkan. Ukuran stang bor yang

digunakan pada pengeboran pada umumnya terlihat dalam Tabel III.1. Ukuran

stang bor untuk pengeboran yang lebih berat dan lubang bor yang dalam

terlihat dalam Tabel III.2. Ukuran core barrel untuk berbagai tipe dan

penggunaan diperlihatkan dalam Tabel III.3 sampai Tabel III.5. Ukuran stang

bor biasanya akan cocok dengan ukuran casing tertentu karena sudah menjadi

standar oleh produsen. Sebagai contoh stang bor seri “Q” akan cocok dipasang

di dalam casing seri “W”, ukurannya disesuaikan dengan huruf kode

sebelumnya, misalnya ukuran stang bor NQ sesuai dengan ukuran casing NW.

Demikian pula dengan ukuran core barrel NQ akan sesuai untuk stang bor NQ

dan casing NW.

Core Barrel

Hasil dari pengeboran inti diperlukan untuk analisis laboratorium, oleh karena

itu perolehan inti bor harus diperhatikan dengan cermat. Seandainya terdapat

core yang hilang atau hancur pada saat pengangkatan ke permukaan, maka

analisis menjadi tidak akurat. Agar analisis laboratorium dapat dilakukan

dengan baik maka sampel inti harus dibawa ke permukaan dalam kondisi tidak

terganggu dan benar-benar memperlihatkan formasi lapisan yang dibor secara

representatif sehingga sedapat mungkin core recovery yang diperoleh

mendekati 100%.

III - 20


Salah satu cara untuk memperoleh sampel inti yang baik yaitu dengan

memperhatikan kelayakan core barrel yang digunakan. Core barrel dengan

bentuk yang beragam biasanya berupa tabung yang berfungsi untuk:

- Membungkus sampel inti

- Memotong sampel inti

- Mengangkat sampel inti

- menarik kembali sampel inti dari lubang bor

1. Single tube core barrel

Single tube memiliki desain yang paling sederhana (Gambar 3.19). Tipe core

barrel ini sangat efektif digunakan pada tipe formasi yang terkonsolidasi dan

keras. Karena hanya terdiri dari satu tabung maka fluida bor harus mampu

melewati ruang antara inti dan bagian dalam barrel. Jika batuan tersebut agak

lunak maka inti dapat tercuci dan tererosi sehingga akan menyebabkan

kesulitan pada saat pengangkatan inti. Pada tipe single tube ini juga

kemungkinan besar akan terjadi abrasi inti akibat perputaran dari barrel. Oleh

karena itu formasi yang rapuh tidak dapat efektif terangkat dengan tipe core

barrel ini karena core recovery akan rendah.

2. Double tube core barrel

Tipe double tube ini mempunyai karakteristik khas, yaitu:

a. Terdiri dari dua tabung sehingga inti yang diperoleh dalam tabung

mendapat pengaruh yang kecil oleh putaran bit

b. Fluida bor melewati ruang antara dua tabung

c. Inti tertahan dalam core lifter

3. Triple tube core barrel

Pada tipe ini tabung yang membawa bit ada dua yaitu outer tube dan second

tube. Ruang antara kedua tabung tersebut berfungsi untuk memperbesar

lubang bor (reaming). Panjang outer tube dapat diatur sesuai kebutuhan,

tabung ini dapat diperpendek untuk formasi lepas atau lunak dan dapat

III - 21


ditambahkan saat menembus formasi yang keras. Second tube adalah tabung

dengan bit yang melakukan pengeboran (actual drilling).

Gambar 3.19. Single tube core barrel.

Air pendingin dialirkan melalui ruang di antara outer tube dan second tube.

Kontak air dengan inti dapat dikurangi sehingga inti dapat dipertahankan tanpa

tererosi atau tercuci.

Third tube (tabung paling dalam) tertanam pada sebuah anti frictional bearing.

Tabung ini membawa core lifter dan jika diperlukan sebuah tabung contoh

(alumunium atau plastik) dapat ditambahkan ke dalamnya. Dengan demikian

sampel yang terkumpul dapat segera dibawa ke laboratorium untuk dianalisis.

Barrel yang dipakai untuk formasi lempung juga didesain sebagai triple tube.

Barrel ini biasanya berukuran pendek dan tidak praktis untuk mengambil inti

yang panjang.

III - 22


a b c

Gambar 3.20. Double tube (a), triple tube (b), dan wireline core barrel.

III - 23


4. Wireline core barrel

Ketiga jenis core barrel yang dijelaskan di atas apabila sudah penuh terisi oleh

inti maka semua rangkaian baik core barrel sendiri maupun rangkaian bor dari

swivel sampai bit harus diangkat untuk mengambil inti bor. Jenis sampling inti

seperti ini lebih banyak digunakan dalam pengeboran yang dangkal, untuk

pengeboran yang dalam sistem ini tidak efektif dari segi waktu, operasional,

maupun kestabilan lubang bor. Wireline core barrel adalah perangkat (inner

tube) yang memungkinkan pengambilan inti bor tanpa harus mengeluarkan

rangkaian bor yang sudah tertanam.

Core barrel diambil dari atas dengan menggunakan kawat (cable line). Apabila

core barrel sudah penuh maka cable line diturunkan ke bawah lubang bor

sehingga bagian kepala tombak (spear head) akan masuk dan terkunci dalam

kancing (latch), lihat Gambar 3.20c. Kemudian cable line ditarik ke permukaan

beserta core barrel yang telah terisi oleh inti. Untuk melanjutkan pengeboran

maka core barrel yang sudah dikosongkan diturunkan ke bawah dengan cable

line sampai ke mata bor. Pengeboran dapat dilanjutkan kembali apabila cable

line sudah terangkat ke permukaan (tanpa core barrel). Untuk memisahkan

cable line dan core barrel digunakan sebuah alat berupa pipa yang dijatuhkan

secara bebas dari permukaan sehingga pipa ini akan menghentak kancing dan

secara otomatis membukanya sehingga kepala tombak akan terbebas.

Kelebihan dari wireline core barrel di antaranya:

- Inti dapat diambil tanpa mengangkat semua rangkaian bor

- Jika ditemui formasi tak stabil maka stang bor akan tetap menjaga

kestabilan lubang

- Operasional menjadi lebih efisien, mengurangi run time peralatan, dan

operator tidak mudah jemu

5. Core cutter/lifter

Pada saat core barrel telah terisi penuh maka inti bor yang terperangkap masih

menyatu dengan batuan formasi pada bagian bawah. Untuk mengambil inti ke

atas maka core barrel harus mampu memotong dan kemudian menahan

III - 24


sehingga dapat dibawa ke permukaan tanpa jatuh ke bawah. Untuk tujuan

tersebut maka pada bagian dalam core barrel dipasang core cutter/lifter.

Gambar 3.21. Core cutter/lifter terpasang di dalam core barrel.

Core cutter/lifter berupa pipa pendek yang tidak menerus (terdapat gap) seperti

yang ditunjukkan dalam Gambar 3.21. Diameter dalam (inner) pada bagian

bawah core barrel dibuat semakin menyempit, sementara core cutter/lifter

diletakkan di atasnya dalam core barrel. Apabila inti sudah penuh maka core

barrel ditarik ke atas, karena ada gaya gesek antara core cutter dan inti maka

secara relatif core cutter/lifter akan bergerak ke bawah. Karena diameter barrel

ke bawah semakin sempit maka core cutter/lifter akan menyempit pula

sehingga akan menahan inti. Jika core barrel ditarik dengan hentakan dari

permukaan maka inti akan terpotong dari batuan formasi dan bisa diangkat ke

permukaan.

III - 25


6. Komponen-komponen core barrel di antaranya meliputi:

- Tube core barrel, terbuat dari pipa baja yang berfungsi untuk mengangkat

sample inti. Suatu core tube coupling digunakan untuk menghubungkan

ujung dari pipa core barrel dengan mata bor. Jumlah dari tabung core barrel

ini tergantung dari jenis core barrel yang digunakan:

Untuk tipe single tube core barrel, tabung core barrel berfungsi sebagai

tempat penampungan inti sekaligus untuk melewatkan fluida bor.

Untuk tipe double tube core barrel, tabung core barrel yang dalam

berfungsi sebagai tempat penampung inti, sedangkan fluida bor

dialirkan pada ruang di antara tabung dalam dan tabung luar.

Untuk tipe triple tube core barrel, tabung core barrel ini terdiri dari tiga

tabung yaitu: split tube (paling dalam), inner tube, dan outer tube. Split

tube tertanam pada sebuah anti frictional bearing, tabung ini membawa

core lifter dan berfungsi sebagai tempat penampungan inti.

- Core tube coupling, alat ini berfungsi untuk menghubungkan tabung inti

dengan stang bor.

- Prolong coupling, alat ini digunakan untuk menghubungkan 2 buah single

core tube.

- Core shell complete, alat ini terdiri dari sebuah core shell coupling, sebuah

core shell, dan sebuah core lifter. Alat ini digunakan untuk memotong inti

pada lobang bor dan mengeluarkannya. Secara praktis alat ini dipasang di

antara core tube dan mata bor.

- Crown coupling, alat ini menghubungkan antara core tube dan mata bor,

yang digunakan untuk mencegah core tube dari keausan.

- Closed sludge barrel, alat ini digunakan untuk menangkap dan

mengumpulkan slime ketika pengeboran dilakukan pada formasi yang

halus.

III - 26


- Sludge Barrel, alat ini digunakan untuk mengumpulkan hancuran-hancuran

untuk memperlancar proses pengeboran. Alat ini dihubungkan pada ujung

atas core tube.

a b

c d

e f

Gambar 3.22. Komponen core barrel: core tube coupling (a), crown coupling (b), closedsludge barrel (c), prolong coupling (d), sludge barrel (e), dan core shell complete (f).

Selanjutnya inti bor ditempatkan pada core box untuk deskripsi dan disimpan

setelah diberi label kedalaman dan informasi lainnya. Bentuk core box dapat dilihat

seperti pada Gambar 3.23.

III - 27


Gambar 3.23. Inti bor disimpan dalam core box.

Gambar 3.24. Stabiliser digunakan untuk menjaga konsistensi arah pengeboran.

III - 28


3. Stabiliser , drill collar, reamer, dan bit

Stabiliser dan drill collar

Jika mata bor terhubung langsung dengan stang bor maka akan lebih rentan

terjadinya perubahan arah pengeboran (deviasi). Dalam hal ini maka perlu

ditambahkan stabiliser untuk mengontrol arah pengeboran. Stabiliser adalah

sebuah pipa panjang dengan diameter yang besar tetapi mempunyai dinding yang

tipis (Gambar 3.24). Perangkat ini lebih memberikan kontrol terhadap arah

pengeboran bukan terhadap berat rangkaian bor. Pada kondisi ini rangkaian bor

masih dalam keadaan tertekan (kompresi) sehingga biasanya sekaligus dipasang

sebuah pemberat atau drill collar (Gambar 3.18).

Reamer

Reamer adalah sebuah peralatan pelengkap yang digunakan untuk memperbesar

lubang bor yang telah dibuat. Reamer berupa sebuah pipa pendek yang

mempunyai diameter luar lebih besar atau mempunyai gigi-gigi di bagian luarnya

sehingga lubang bor yang dihasilkan akan menjadi lebih besar (Gambar 3.25).

Reamer dipasang di atas bit dan di bawah stang bor pada rangkaian bor.

Gambar 3.25. Reamer dengan tiga gigi.

Mata Bor

Tipe utama dari mata bor (bit) putar adalah blade bit, roller bit, hammer bit,

diamond bit, dan tipe untuk tujuan khusus di antaranya coring bit, pilot bit, dan

III - 29


reaming bit. Mata bor untuk formasi yang lunak mempunyai gigi yang panjang,

untuk formasi yang lebih keras mempunyai gigi yang lebih pendek dengan jumlah

yang lebih banyak. Untuk formasi yang sangat keras lebih cocok digunakan mata

bor roller dengan gigi terbuat dari bahan carbide.

a b c

d e f

Gambar 3.26. Beberapa contoh mata bor putar: drag bit (a), roller bit/tricone (b), diamondbit (c,d), tungsten carbide bit (e), dan blade & roller bit (f).

Blade and drag bit, mata bor ini banyak digunakan pada formasi yang tak

terkonsolidasi atau batuan yang lunak. Mata bor ini memberaikan batuan dengan

gaya geser (shearing). Drag bit mempunyai 3 atau 4 potong sayap dengan ujung-

ujungnya terpasang gigi dari bahan carbide. Roller bit, mata bor ini mempunyai 2,

3, atau 4 roller dimana mata bor dengan 3 roller (tricone bit) lebih umum

digunakan.

III - 30

BAB IV

PENGEBORAN TANPA FLUIDA (KERING)

Beberapa tipe pengeboran tidak mempergunakan fluida untuk menangani cutting,

slurry, atau sampel. Secara umum pengeboran kering ini menggunakan rangkaian bor

itu sendiri atau bailer untuk mengeluarkan material dari lubang bor. Umumnya

pengeboran kering dilakukan pada formasi yang lunak dan tidak dipergunakan untuk

melakukan pengeboran dalam.

4.1 PENGEBORAN AUGER

Pada pengeboran tanah dan formasi tak terkonsolidasi, auger memberikan keuntungan

karena biaya modal dan operasi yang rendah. Sistem pembersihan lubang bor telah

mengeliminasi kebutuhan akan pompa, kompresor, atau bailer.

4.1.1 Jenis Pengeboran Auger

Continuous flight auger (ulir menerus)

Dikendaikan dengan mesin bor putar top drive, cutting dikeluarkan bari lubang bor

dengan sistem ulir helikel (Gambar 4.1)

Hollow auger

Adalah salah satu jenis continuous flight auger yang mempunyai tabung berlubang

pada bagian tengahnya. Normalnya dilengkapi dengan mata bor yang bisa

dilepaskan secara insitu dengan rangkaian stang internal (tanpa harus menarik

semua rangkaian bor). Selain itu juga telah dikembangkan sehingga bisa dilakukan

penggantian mata bor dan pengambilan sampel tanpa harus mengeluarkan

rangkaian auger. Auger dioperasikan sama halnya dengan continuous flight auger

konvensional sampai pada kedalaman yang diinginkan. Pada kedalaman tersebut

mata bor dilepaskan dan kemudian bisa dilakukan pengambilan sampel dengan

core barrel atau alat yang lain melalui bagian dalam dari hollow auger dengan

Bab IV, Pengeboran tanpa Fluida

menggunakan rangkaian stang internal konvensional atau dengan sistem wireline.

Pengambilan sampel air juga bisa dilakukan dengan jenis pengeboran ini.

Gambar 4.1. Continuous flight auger.

Gambar 4.2. Hollow auger.

IV - 2


Salah satu keuntungan jenis auger ini adalah dimana ditemui formasi yang keras

sehingga tidak bisa dilanjutkan dengan auger maka akan mudah untuk melanjutkan

pengeboran dengan diamond coring melalui bagian tengah hollow rod auger.

Short flight and plate auger (ulir pendek dan bercakar)

Ulir helikel yang pendek dan piringan jika sudah terisi oleh cutting selama

pengeboran maka rangkaian bor diangkat keluar dan dibersihkan dari cutting

sehingga bisa dilakukan pengeboran selanjutnya. Jenis pengeboran ini biasa

digunakan dalam pengeboran dengan lubang yang besar.

Gambar 4.3. Short flight and plate auger.

Bucket auger

Cutting ditampung dalam bucket dan jika sudah penuh kemudian diangkat ke atas

dan ditumpahkan melalui bagian bawah bucket. Dengan bertambahnya kedalaman

maka harus ditambah tangkai lagi dalam rangkaian bor.

4.1.2 Aplikasi Pengeboran Auger

Penggunaan pengeboran auger lebih banyak pada penyelidikan tanah, formasi tak

terkonsolidasi, investigasi air tanah, pengeboran konstruksi pada tanah, dan batuan

yang lunak serta untuk eksplorasi endapan aluvial.

Continuous flight auger digunakan untuk penyelidikan lapangan, sampling geokimia,

pengeboran dan sampling lingkungan, penyelidikan mineral aluvial, dan pembuatan

lubang elektrode. Keuntungan dari metode ini adalah biaya peralatan dan operasi yang

rendah, penetrasi yang cepat pada formasi yang sesuai, dan tidak ada kontaminasi

IV - 3


sampel oleh sirkulasi fluida. Kelemahan dari metode ini adalah penetrasi yang tidak

bagus pada formasi yang kasar dan tidak bisa mengebor pada batuan atau boulder.

Gambar 4.4. Bucket auger.

Short flight and plate auger umumnya digunakan untuk sampling mineral, mempunyai

beberapa keuntungan yaitu diperoleh lubang bor yang kering dan bersih, serta akan

diperoleh lubang bor yang besar. Kelemahan metode ini biasanya akan terjadi

pencucian cutting oleh air di dalam lubang bor.

Bucket auger mampunyai fungsi yang hampir sama dengan short flight auger,

mempunyai beberapa kelebihan yaitu lubang bor yang besar, merintis lubang untuk

casing, dan dapat mengebor pada kondisi lubang yang berair atau berlumpur.

Kelemahan metode ini adalah mempunyai keterbatasan kedalaman pengeboran.

4.2 PENGEBORAN BANGKA

Sistem pengeboran kering yang lain adalah pengeboran Bangka yang dikembangkan

di Pulau Bangka semenjak tahun 1880-an untuk mengebor sampel endapan aluvial

(material tak terkonsolidasi). Sistem kerja menggunakan pengeboran putar yang

digerakkan oleh manusia sehingga masih bersifat konvensional. Disamping itu

kemajuan pengeboran juga dipengaruhi oleh tekanan yang ditimbulkan oleh berat

badan operator, lihat Gambar 4.5.

IV - 4


Gambar 4.6. Pengeboran Bangka dioperasikan secara konvensional dengan tenaga manusia.

Tangkai kemudi

bailer

Meja pemberat

Tangkai pemutar casing

Casing

Bailer

Katup bailer

Gambar 4.7. Skema pengeboran Bangka.

IV - 5


Pada pengeboran ini, casing digerakkan atau diputar sehingga akan bergerak ke

bawah dan kemudian material yang terperangkap dalam casing ditimba ke atas

dengan bailer.

Pada saat penetrasi maka katup bailer akan terbuka sehingga material formasi akan

terperangkap ke dalam bailer (Gambar 4.7). Apabila bailer telah penuh dengan

material kemudian diangkat ke permukaan, katup akan menutup sehingga material

tidak jatuh ke dasar lubang.

Kelebihan dari metode pengeboran ini adalah mobilisasi alat bor sangat mudah, biaya

operasi murah, dan dapat digunakan untuk mengambil sampel yang berada di bawah

permukaan air.

Kelemahan bor Bangka di antaranya adalah kedalaman pengeboran terbatas pada 30

meter dan biasanya hanya bisa digunakan untuk endapan aluvial atau formasi tak

terkonsolidasi.

IV - 6

BAB V

MESIN BOR, POMPA, DAN KOMPRESOR

5.1 MESIN BOR

Mesin bor merupakan peralatan penting dalam operasi pengeboran sebagai tenaga

penggerak dari rangkaian bor. Dalam setiap metode pengeboran maka akan

digunakan jenis mesin bor yang berbeda pula tergantung dari mekanisme metode

pengeboran.

Pada pengeboran cable tool, mesin bor berperan sebagai sumber tenaga yang

menggerakkan rangkaian bor naik dan turun secara terus-menerus. Pada pengeboran

putar, mesin bor berperan sebagai sumber tenaga yang memutar rangkaian bor. Pada

sistem pengeboran putar hidrolik maka mesin bor sekaligus akan menjadi sumber

tenaga sehingga pompa hidrolik akan bekerja memberikan tekanan pada rangkaian

bor.

Seorang ahli bor harus mampu memilih mesin bor sesuai dengan kebutuhan dari

kegiatan pengeboran yang akan dilakukan. Beberapa hal penting yang harus

diperhatikan dan dipertimbangkan dalam pemilihan mesin bor yang akan digunakan

antara lain:

- Tipe dan model mesin bor, aspek ini berhubungan dengan jenis metode

pengeboran yang akan dilakukan.

- Kemampuan rotasi (rpm) atau tumbuk per satuan waktu

- Momen puntir (torque) maksimum, yaitu kekuatan maksimum mesin untuk bisa

memutar stang bor, (kg.m)

- Rentang diameter lubang bor yang bisa dibuat, (mm)

- Total kedalaman yang bisa dicapai, (m)

- Hoisting capacity, yaitu kapasitas pengerekan terhadap rangkaian bor dari mata

bor sampai ke hoisting swivel, termasuk di sini adalah sirkulasi fluida bor yang

berada di dalamnya, (kg).

Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor

- Sliding stroke, yaitu mobilisasi mesin bor tanpa memindahkan bantalan mesin atau

tanpa kehilangan posisi titik lubang bor. Ada kalanya unit pemutar pada mesin bor

harus digeser misalnya untuk melakukan pengangkatan rangkaian bor, (mm).

- Dimensi (panjang x lebar x tinggi), (mm)

- Berat mesin bor, (kg)

- Power unit, yaitu tenaga yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin bor, (kW.P)

- Dll

Ketepatan dalam pemilihan mesin bor sangat berpengaruh terhadap efektivitas operasi

pengeboran. Sebagai contoh pemilihan mesin yang kurang tepat, misalnya akan

melakukan pengeboran dengan kedalaman 200 m, jika memilih mesin bor dengan

kapasitas kedalaman yang kurang dari 200 m maka pengeboran tidak akan bisa

mencapai target kedalaman yang diinginkan. Jika memilih mesin bor dengan kapasitas

kedalaman yang lebih tinggi misalnya 1.000 m maka penetrasi pengeboran akan cepat

tetapi tidak efisien karena biaya mobilisasi alat yang tinggi, biaya depresiasi yang

besar, dll.

Beberapa contoh spesifikasi mesin bor diberikan pada bagian Lampiran.

5.2 POMPA BOR

Fluida bor akan mengalir dari atas ke bawah lubang bor dengan adanya gaya gravitasi

dan tekanan atmosfer. Untuk membuat fluida bor ini dapat bersirkulasi yaitu mengalir

ke bawah lubang bor dan kemudian mengalir ke atas dengan membawa material yang

terberaikan (cutting) maka harus digunakan pompa untuk fluida cair atau kompresor

untuk fluida udara. Pompa bor yang dipakai dalam operasi pengeboran sangat

bervariasi baik jenisnya maupun ukuran tenaganya. Jenis pompa yang dipakai

umumnya menggunakan gerak putaran, resiprokal, atau gerak lainnya untuk

menghasilkan tenaga.

5.2.1 Tipe-Tipe Pompa Bor

Tipe-tipe pompa bor dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

V-2


1. Pompa Jet Pump

a b

Gambar 5.1. Prinsip kerja pompa jet pump.

Udara atau air dapat digunakan untuk mendorong lumpur bor sepanjang stang bor

ke permukaan. Tenaga jet mempunyai fungsi untuk mengurangi tekanan pada

sekitar jet (menghisap udara) dan kemudian mendorongnya sehingga terbentuk

gelembung-gelembung udara untuk mengangkat lumpur bor ke atas (Gambar 5.1).

Jet pump juga menggunakan sistem venturi untuk mengangkat lumpur bor seperti

pada Gambar 5.2. Pada gambar tersebut lumpur bor didorong oleh aliran air pada

pipa venturi ke atas, disamping itu lumpur bor juga dihisap dari atas oleh pompa

sentrifugal.

V-3


Gambar 5.2. Sistem venturi pada pompa jet pump.

2. Pompa Sentrifugal

Pada pompa sentrifugal, fluida dipompa dengan kipas penghisap yang digerakkan

oleh gaya sentrifugal ke arah casing pompa. Tekanan yang tinggi dikondisikan

dalam casing pompa sehingga fluida akan terdorong ke saluran keluar (outlet), lihat

Gambar 5.3. Pompa sentrifugal satu step mempunyai kelebihan dalam hal harga

yang murah dan mudah dalam pemeliharaan, tetapi mempunyai kapasitas

pemompaan yang rendah. Pompa sentrifugal satu step akan berkurang

efisiensinya jika menghisap fluida ke atas dengan jarak lebih dari 3 atau 4 meter

(10 – 13 ft).

Pompa sentrifugal multi step mempunyai kapasitas pemompaan yang kuat,

diameter kipas yang lebih besar akan menambah aliran fluida dan jumlah step

akan memperbesar tekanan. Contoh dari jenis pompa ini adalah pompa

submercible dan pompa turbin, lihat Gambar 5.4. Baik pada pompa submercible

maupun turbin, perangkat pompa bekerja di dalam lubang bor dimana fluida yang

dipompa berada.

V-4


a b

Gambar 5.3. Skema pompa sentrifugal dari samping (a) dan dari depan (b).

a b

Gambar 5.4. Skema pompa submercible (a) dan turbin (b).

V-5


3. Pompa Gir

Pada pompa ini fluida akan masuk pada lubang hisap dan kemudian terperangkap

di antara gigi-gigi gir sehingga akan sampai pada lubang discharge. Pada sistem

pompa ini tidak terdapat katup pengontrol aliran.

Gambar 5.5. Skema pompa gir.

4. Pompa Putar

Pompa putar mendorong fluida dengan menggunakan tenaga dari baling-baling

yang berputar. Poros baling-baling dibuat tidak terpusat sehingga fluida akan

terhisap dari pipa masuk dan terdorong ke pipa keluar, lihat Gambar 5.6.

Gambar 5.6. Skema pompa putar baling-baling.

V-6


5. Pompa Aliran Poros (Axial Flow)

Umumnya jenis pompa ini didesain untuk aplikasi yang ringan seperti keperluan

irigasi. Terdiri dari satu rangkaian bilah pendorong (blade propeller) yang dapat

beroperasi dalam casing dengan diameter besar. Untuk keperluan uji pemompaan

maka jenis pompa ini dimodifikasi menjadi multi rangkaian bilah pendorong

sehingga tenaganya menjadi lebih besar.

Gambar 5.7. Skema pompa axial flow.

6. Pompa Helik

Pada pompa jenis ini terdiri dari rotor yang berupa ulir sekrup (helik) dan stator

yang berupa karet fleksibel. Dengan perputaran rotor maka fluida akan terdorong di

dalam ruang-ruang yang kontinu sepanjang ulir, lihat Gambar 5.8.

Gambar 5.8. Skema pompa helik.

V-7


7. Pompa Piston

Pompa piston adalah pompa yang paling umum digunakan dalam operasi

pengeboran. Prinsip kerjanya adalah gerakan bolak-balik piston dalam silinder

yang akan menghisap dan kemudian mendorong fluida. Gerakan bolak-balik ini

dihasilkan oleh eksentrik yang terhubung ke piston, lihat Gambar 5.9. Pada pompa

piston dengan satu silinder maka proses menghisap dan mendorong fluida adalah

proses yang berurutan (tidak bersamaan). Sehingga pada pompa satu silinder

maka akan terjadi fluktuasi tekanan yang akan memberikan dampak pada

peralatan pengeboran misalnya kejutan-kejutan pada pipa, stang bor, titik

sambungan, dan pada selang pompa, serta akan mengeluarkan cutting secara

tidak sempurna.

Gambar 5.9. Skema gerakan bolak-balik piston.

Pompa piston duplex (2 silinder) atau triplex (3 silinder) adalah jenis pompa piston

yang paling sering dijumpai. Pada pompa ini pada saat satu silinder menghisap

maka silinder yang lain akan mendorong fluida sehingga penambahan jumlah

silinder berguna untuk mengurangi fluktuasi tekanan.

Pada pengembangan selanjutnya, pada setiap silinder dibuat sedemikian rupa

sehingga pada saat gerakan piston mendorong fluida ke muka maka secara

otomatis fluida akan terhisap dari katup lain di belakang piston dan demikian pula

pada gerakan sebaliknya. Apabila sistem ini diterapkan pada pompa dengan dua

silinder maka disebut dengan pompa piston duplex aksi ganda atau pompa thorax.

V-8


Gambar 5.10. Skema pompa piston aksi ganda.

5.2.2 Pemilihan Pompa

Beberapa hal penting yang harus diperhatikan pada pompa di antaranya adalah:

a. Tipe acting piston d. Working pressure

b. Diameter piston e. Power

c. Discharge capacity f. Dimensi (panjang x lebar x tinggi)

(volume/pressure) g. Berat

Beberapa contoh spesifikasi pompa diberikan pada bagian Lampiran.

5.3 KOMPRESOR

Pompa bor digunakan untuk membuat sirkulasi fluida berupa cairan seperti air dan

lumpur. Pada pengeboran dengan sirkulasi udara maka digunakan kompressor untuk

menggerakkan udara. Berikut pada Gambar 5.11 ditunjukkan bagian-bagian dari

sebuah kompresor yang digunakan dalam operasi pengeboran.

Gambar 5.11. Skema kompresor.

V-9


Keterangan gambar:1. Nonreturn valve, mencegah udara mengalir terbalik pada saat kompresor dimatikan.2. Heat sensing solenoid, mematikan mesin kompresor secara otomatis apabila

temperatur mencapai batas atas.3. Receiver, menampung udara.4. Safety relief valve, membuka katup secara otomatis apabila tekanan pada sistem terlalu

berlebihan.5. Water drain, mengalirkan air yang terkondensasi.6. Service outlet valve, mengontrol output.7. Manual unloading valve, memungkinkan receiver dikosongkan sacara manual.8. Automatic unloading valve, melepaskan udara yang tertekan secara otomatis pada saat

mesin kompresor dimatikan.9. Pressure gauge, menunjukkan tekanan udara pada receiver.10. Pressure regulator, mengatur tekanan udara yang diinginkan.11. Unloading device, memungkinkan kompresor tetap beroperasi pada saat sistem

dengan tekanan maksimum dan udara tidak dipergunakan.

Kompresor dengan kapasitas tekanan yang rendah (kurang dari 1.000 kPa atau 150

psi digunakan untuk pengeboran dangkal. Kompresor kapasitas menengah antara

1.000 sampai 1.500 kPa atau 150 sampai 220 psi biasanya berupa kompresor dua

tahap sementara untuk kapasitas tinggi (lebih dari 1.500 kPa atau 220 psi) biasanya

berupa kompresor dua tahap dengan ditambah booster.

Dalam pemilihan kompresor, hal yang perlu diperhatikan adalah tekanan udara yang

dihasilkan dan jumlah atau volume udara yang bisa dihasilkan setiap satu satuan

waktu.

V - 10

BAB VI

FLUIDA BOR

6.1 FUNGSI FLUIDA BOR

Fluida bor mempunyai berbagai fungsi yang diklasifikasikan menjadi lima yaitu:

1. Fungsi pembuatan lubang

Mendinginkan mata bor

Membersihkan mata bor dan dasar lubang

Mentransfer energi hidrolik dalam membantu memberaikan formasi dan

membersihkan lubang bor

Melumasi (lubrikasi) stang bor dan mata bor

Menghambat proses korosi dari rangkaian bor dan casing

Memudahkan pemasangan casing, pada lubang yang dalam akan memberikan

daya apung (buoyancy) terhadap casing

2. Fungsi pembersihan lubang

Mengangkat cutting ke permukaan

Mengendapkan cutting pada pit lumpur

Mempertahankan cutting dalam suspensi lumpur pada saat sirkulasi dihentikan

3. Fungsi kontrol dan penyetabilan lubang

Mengontrol tekanan dan temperatur lubang bor

Menyetabilkan dinding bor pada formasi tak terkonsolidasi

Memproteksi formasi target atau badan bijih dari kontaminasi dan invasi

Menghambat terbentuknya “wall cake”

Mengontrol keseimbangan sirkulasi

Membantu evaluasi formasi (akuifer)

4. Fungsi transportasi sampel dan logging

Mengetahui dengan akurat apa yang terjadi dalam lubang bor dengan mengamati

kenampakan fluida bor misalnya warna, aliran, kandungan cutting, dll.

Melindungi inti dan sampel chip

Memfasilitasi logging elektrik

Bab VI, Fluida Bor

5. Fungsi kontrol fluida bor

Stabilitas, sifat-sifat fluida bor harus stabil pada kondisi pengeboran normal

Pengondisian, jika sifat fluida bor tidak sesuai yang diinginkan harus bisa

dilakukan pengondisian untuk menghasilkan sifat yang sesuai

Proses pengujian harus bisa mengidentifikasi sifat fluida bor dan mengindikasikan

kemungkinan perlakuannya

6.2 JENIS FLUIDA BOR

Fluida bor yang umumnya dipergunakan di antaranya adalah:

1. Udara

Berbeda dengan cairan, udara lebih mudah disirkulasikan dan kecepatannya yang

tinggi melewati nozzle mata bor mengakibatkan laju penetrasi yang cepat dan mudah

membersihkan dasar lubang dari cutting. Kecilnya densitas udara harus dikompensasi

dengan menaikkan kecepatan sirkulasi untuk bisa melawan jatuhnya cutting kembali

ke dasar lubang. Kecepatan sirkulasi udara setidaknya minimal 20 kali kecepatan

sirkulasi air supaya cutting bisa diangkat ke permukaan. Fluida udara mempunyai

keunggulan dalam hal lebih mudah mengoperasikannya dan lebih murah biaya

operasionalnya. Fluida udara akan mempunyai banyak keterbatasan pada

pengeboran dalam.

2. Air/minyak

Air adalah fluida yang paling umum digunakan dalam sirkulasi pengeboran, biaya

operasionalnya relatif murah dan mampu mendinginkan rangkaian bor yang lebih baik

dibandingkan jenis fluida bor lainnya. Beberapa keuntungan pengeboran dengan

menggunakan fluida air di antaranya:

- mengurangi torsi pipa

- menambah kecepatan penetrasi

- menambah umur bit

- mengurangi beban tarikan pipa dan mata bor

VI - 2

Bab VI, Fluida Bor

Minyak jarang digunakan sebagai fluida bor tanpa bahan campuran, biasanya minyak

dicampur dengan lumpur (oil based mud) banyak digunakan dalam pengeboran

minyak dan gas bumi.

3. Mist (injeksi air)

Pada fluida udara apabila terjadi pemasukan air ke dalam lubang bor, maka

kelembaban air akan melengketkan butiran cutting membentuk selubung lumpur.

Injeksi air atau air dengan deterjen akan membasahi permukaan cutting sehingga bisa

terhindar dari pelengketan. Mist atau injeksi air juga berguna untuk mengurangi efek

debu pada collar lubang bor.

4. Busa

Pemasukan air yang berlebih pada fluida udara akan menyebabkan air tergenang di

dasar lubang bor sehingga menurunkan efisiensi pembersihan dasar lubang bor dari

cutting. Sirkulasi busa digunakan untuk membantu mengeluarkan air dari lubang bor

ke permukaan. Busa dibuat dengan bahan campuran yang sama dengan mist,

perbedaan terletak pada komposisi bahan busa yang lebih banyak.

5. Lumpur

Lumpur bor dibuat dari tiga komponen utama yaitu base liquid, active solids, dan inert

solids. Base liquid bisa berupa minyak, air, maupun air asin. Minyak dan air asin tidak

bisa dipergunakan sebagai base liquid pada pengeboran hidrokarbon. Active solids

adalah berupa lempung atau polimer yang ditambahkan ke dalam base liquid untuk

menghasilkan suspensi koloid. Active solids akan menentukan viskositas lumpur bor

sehingga bisa disebut sebagai viscosifier. Inert solids adalah substansi yang

ditambahkan dalam lumpur yang berguna sebagai material pemberat. Substansi ini

akan menaikkan densitas lumpur bor tanpa merubah viskositas lumpur bor.

VI - 3

Bab VI, Fluida Bor

Gambar 6.1. Rentang densitas fluida bor.

6.3 SIFAT-SIFAT FLUIDA BOR

6.3.1 Sifat Fluida Bor Terhadap Tekanan

Tekanan hidrostatik fluida cair di dasar lubang bor akan semakin besar dengan semakin

majunya penetrasi lubang. Cairan mempunyai perilaku yang sama dalam kondisi tertekan

maupun tidak sehingga perubahan kedalaman pengeboran tidak akan mengubah kinerja

fluida dalam sirkulasi.

Gas akan memberikan sedikit perubahan karena tekanan statik yang diakibatkan semakin

dalamnya lubang bor. Karena sifatnya yang kompresibel maka volume gas akan berubah

sangat besar ketika tekanan bertambah besar yang bisa disebabkan karena adanya

penghambat dalam aliran.

6.3.2 Sifat-Sifat Aliran Fluida Bor

Kecepatan aliran fluida tergantung pada dua faktor yaitu gradien tekanan pada setiap titik

sepanjang aliran dan viskositas dari fluida tersebut. Kemampuan fluida untuk mengangkat

cutting tergantung pada empat faktor yaitu:

1. Kecepatan aliran fluida

2. Viskositas fluida

3. Ukuran dan bentuk cutting

4. Densitas fluida dan cutting

Viskositas fluida bor sangat penting dalam menentukan efisiensi pengeboran, viskositas

sebagian besar fluida lebih banyak dikontrol oleh temperatur, sementara gerakan fluida

tidak memberikan efek pada sifat viskositasnya. Larutan koloid (colloidal solutions)

polimer atau lempung akan menjadi kental apabila dibiarkan tanpa gangguan. Larutan

VI - 4

Bab VI, Fluida Bor

koloid ini akan menjadi berkurang viskositasnya apabila diaduk atau dipompa dan akan

menjadi lebih viskous apabila kecepatan pengadukan atau pemompaan dikurangi.

Apabila aliran fluida berupa aliran turbulen maka cutting akan tertransport dengan cepat.

Dalam hal fluida mengalir secara turbulen maka terdapat komponen kecepatan dengan

arah mendatar dan acak. Kecepatan pada bagian tengah sedikit lebih tinggi dibanding

bagian tepi. Aliran laminar memberikan kecepatan yang jauh lebih tinggi pada bagian

tengah dibandingkan bagian tepi. Pada jenis aliran laminar maka sering terjadi cutting

akan turun ke bawah (slip downward) di bagian tepi karena kecepatannya yang lebih

rendah. Aliran plug adalah sifat aliran pada fluida polimer dimana viskositas pada bagian

tepi lebih rendah karena adanya gesekan dengan dinding pipa. Jenis aliran ini disebut

juga dengan shear thinning yang artinya fluida akan lebih encer pada bagian dimana

terjadi gesekan yaitu pada fluida yang berhubungan dengan dinding pipa.

6.4 LUMPUR BOR

Berat jenis rata-rata bantuan umumnya berkisar antara 2,5 gr/cm³ atau 2,3 gr cm³ sampai

3,3 gr/cm³, oleh sebab itu lumpur bor yang dipakai dalam operasi pengeboran sebaiknya

mempunyai berat jenis yang lebih besar dari berat jenis batuan. Hal ini salah satunya

untuk mencegah agar cutting tidak jatuh ke bawah (slip downward).

Adapun sifat-sifat/faktor-faktor yang berperan sehubungan dengan operasi pengeboran di

antaranya adalah lifting capacity dari lumpur bor. Adapun sifat lain terutama yang

berperan dalam kecepatan pengeboran adalah :

1. Berat lumpur

2. Kandungan dan jenis padatan

3. Viskositas lumpur

4. Jenis aliran (laminar/turbulen)

5. Fasa cairan

Kenaikan kekentalan lumpur akan menurunkan kecepatan pengeboran, karena kondisi

lumpur yang kental akan mempengaruhi kecepatan putar bit.

Secara umum cukup sulit untuk memisahkan antara pengaruh kandungan padatan dan

kekentalan lumpur bor pada kecepatan pengeboran. Kenaikan kandungan padatan akan

menaikkan mud weight (kekentalan). Kenaikan filtration rate akan menaikkan drilling rate

VI - 5

Bab VI, Fluida Bor

atau oleh ahli bor dikemukakan penurunan filtration rate akan menurunkan driller rate.

Namun dalam kebanyakan kasus mungkin penurunan driller rate lebih banyak diakibatkan

oleh penambahan material yang dipakai untuk mengurangi filtration rate dibandingkan

dengan filtration itu sendiri.

Untuk menjaga agar lumpur tetap dalam kondisi yang dibutuhkan (kekentalan, densitas

dll) maka harus selalu dilakukan pengamatan dan antisipasi menyangkut hal-hal berikut :

- Derajat keterpompaan lumpur

- Kandungan padatan yang rendah

- Kondisi thixotropi yang optimum

- Kondisi dinding pengeboran yang mantap

- Kontrol efektif atas pH

Berdasarkan hasil beberapa penelitian menunjukkan bahwa mekanisme pergerakan dari

pertikel-partikel lumpur dan cutting dapat dinyatakan sebagai berikut :

- Aliran turbulen pada lubang anulus mempunyai kapasitas pengangkatan yang baik

- Viskositas rendah/cairan encer umumnya lebih baik dibandingkan dengan yang kental

dalam hal pembersihan sumur

- Stang bor yang berputar akan mempunyai pengaruh pada daya angkat fluida bor

- Jika air sebagai fluida bor maka diperlukan kecepatan 100-125 fpm untuk bisa

mengangkat cutting

6.4.1 Persyaratan Lumpur bor

Sodium bentonite adalah suatu lempung yang biasanya digunakan sebagai lumpur bor

setelah dicampur dengan air, campuran air akan menaikkan viskositas dari cairan

tersebut. Campuran ini stabil apabila pencampuran dengan persen berat air 3%-4% atau

25 kg terhadap 600 liter air.

Keuntungan dan kelebihan sifat khas dari bentonite dalam air adalah thixotrophy, yaitu

suatu keadaan yang cocok sebagai fluida bor, yaitu kemampuannya untuk menjadi fluida

dengan suatu agitasi atau sirkulasi. Gumpalan dengan adukan atau sirkulasi yang baik

dengan cepat membentuk massa gelatin sampai mencapai keadaan yang statis.

Pengukuran kandungan gelatin dimaksudkan untuk memperoleh kualitas thixotrophy.

VI - 6

Bab VI, Fluida Bor

Berbagai macam zat kimia tertentu dapat digunakan sebagai bahan lumpur dan gelatin.

Bahan kimia ini umumnya digunakan dalam pengeboran setelah dicampur dengan

sodium-montmorilonit, illite, kaolin, dll. Dengan adanya penambahan tersebut di atas

diharapkan tidak akan terbentuk gumpulan.

Konsentrasi Hidrogen (pH)

Konsentrasi relatif ion hidrogen dalam suatu larutan menunjukkan apakah medium itu

akan bersifat basa atau asam. Parameter untuk mengekspresikan konsentrasi ion

hidrogen dikenal dengan pH. Nilai pH ini didefinisikan sebagai logaritma dari konsentrasi

ion hidrogen (H+), yaitu :

pH = Log10 (H+)

Suatu nilai pH yang lebih kecil dari 7 akan menandakan suasana asam, sedangkan nilai

yang lebih besar dari 7 menandakan suasana basa. Jika suatu air garam digunakan

sebagai campuran lumpur maka campuran bentonit harus dijaga pada pH 10 atau 11

untuk mencegah flukolasi partikel koloid dalam lumpur bor. Lempung attapulgite perlu

ditambahkan dalam jumlah yang kecil dalam larutan lumpur air asin untuk menjaga

derajat thixotrophy dan “caking quality” bentonit.

Praktisnya pH lumpur bor tidak boleh kurang dari 7, sementara pH lumpur yang

digunakan dalam pengeboran bervariasi antara 8 hingga 12,5 bergantung kepada kondisi.

Dengan kontrol yang tepat atas pH maka cutting dan padatan yang tidak diinginkan akan

dengan mudah mengendap saat berada di settling tank. Kontrol terhadap pH juga penting

untuk menghindarkan kemungkinan penggumpalan fluida yang dapat terjadi berkaitan

dengan tambahan material yang tak terduga dari formasi lubang bor. Tendensi seperti itu

biasanya disebabkan oleh jatuhnya nilai pH secara abnormal pada sekitar 7 atau

dibawahnya.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi nilai pH Lumpur bor dapat dijelaskan sebagai

berikut :

Besarnya pH dari Lumpur bor umumnya bervariasi antara 8 –12,5 tergantung kepada

kondisi pengeboran dan jarang lebih kecil dari 7. Pada beberapa lokasi pengeboran nilai

pH yang berkisar 9 biasanya memberikan hasil yang memuaskan, pH yang lebih tinggi

VI - 7

Bab VI, Fluida Bor

kadang-kadang menghasilkan beberapa kontaminasi. Pada garam, pH lumpur bor dapat

beralterasi dengan penambahan sodium karbonat, kalsium soda, gamping terhidrasi,

dimana hal ini akan menaikkan pH. Sedangkan zat-zat kimia seperti tannin, asam, fosfat,

dan asam oksalit digunakan untuk menurunkan pH. Seleksi unsur kimia digunakan untuk

titik kesetimbangan efektif dipengaruhi oleh tipe komposisi sumur bor, hal ini memerlukan

fungsi dan kondisi tertentu dapat diukur dengan elektrolit pH-meter dengan menggunakan

dua elektroda untuk mengukur beda potensial dari sampel. Nilai pH langsung dapat

dibaca setelah dikalibrasi selain itu dapat juga diukur dengan menggunakan kertas

lakmus.

Dalam pengeboran dengan lumpur bor yang perlu mendapat perhatian adalah :

1. Pompa Lumpur yang cukup kuat yang menjamin dapat mempompa Lumpur yang

efisien dan stabil

2. Lumpur dengan kandungan solid yang rendah

3. Kondisi thixotropi yang optimum

4. Kondisi dinding pengeboran yang mantap

5. Kontrol efektif atas pH merupakan suatu keharusan

Air dan Lumpur dapat dicampur dengan menggunakan mixer tipe konus dengan beberapa

semburan air (mud gun). Mixer tipe ini sering digunakan katup untuk mengatur jumlah

lempung yang dipakai. Gambar mixer dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini.

Bentonit

Hopper

Mud slurry

Fluida tertekan

Gambar 6.2. Skema mixer lumpur.

Kecepatan fluida tertentu dibutuhkan untuk mengangkat cutting pengeboran tanpa

mempertimbangkan medium sirkulasi. Udara memerlukan kecepatan antara 1000-1500

VI - 8

Bab VI, Fluida Bor

cm per detik. Air bersih memerlukan kecepatan 30-50 cm per detik. Fluida bor encer yang

terdiri dari lempung koloid akan memakan kecepatan yang lebih rendah lagi, yaitu antara

25-45 cm per detik. Sehingga pompa yang akan digunakan untuk sirkulasi air juga akan

cocok digunakan untuk pemompaan lumpur.

Pembersihan penampungan lumpur yang teratur selama pengeboran adalah sangat

penting untuk mengurangi jumlah cutting yang akan terakumulasi dalam cairan kental

lumpur.

Viskositas Lumpur

Viskositas fluida adalah derajat ketahanan fluida tersebut untuk mengalir, diukur dengan

suatu alat yang disebut Marsh Funnel dengan satuan pengukuran yang ditetapkan adalah

detik atau satuan waktu. Cara pengukuran nilai visikositas lumpur bor dapat dilakukan

sebagai berikut :

- Basahi alat dan gelas pengukur dengan air dan bersihkan sisa airnya

- Masukkan funnel dengan lumpur bor sampai hampir mencapai tepi

- Catat waktu dalam detik untuk 1000 cc lumpur bor

Adapun contoh lumpur bor biasa diambil pada saat sirkulasi kembali di mud pit dan

proses pengukuran harus dimulai dalam rentang waktu 10 detik.

Fragmen lanau, pasir, dan shale serta padatan lainnya yang terdapat dalam fluida bor

akan dapat tetap bertahan dalam sistem lumpur bor sehingga merupakan viskositas

semu. Bila penanganan lumpur bor tidak benar akan mengakibatkan sifat-sifat fisik lumpur

menjadi tidak stabil. Sehingga kecepatan rata-rata pengeboran dapat menjadi berkurang

sehingga efisiensi menjadi kecil. Cara mengatasi hal ini adalah dengan membuat suatu

proses pemisahan dengan pembuatan kolam-kolam tambahan sebelum lumpur bor

sampai pada mud pit sehingga padatan ataupun fragmen akan dapat terendapkan.

Estimasi dari kandungan padatan dalam lumpur bor dapat diperoleh melalui metode

dibawah ini:

- Ambil segelas penuh contoh sampel dari pengeluaran lubang bor perlahan-lahan

kemudian campur dan aduk lumpur dengan air bersih. Semua pertikel padatan kecuali

yang berukuran koloid dan halus akan mengendap pada dasar gelas

VI - 9

Bab VI, Fluida Bor

- Biarkan proses settling berjalan dalam waktu 10 menit. Kemudian tumpahkan sisa

fluida yang ada diatasnya secara perlahan-lahan

- Periksa partikel padatan yang tertinggal di dasar gelas, terutama yang berkaitan

dengan jenis dan kuantitasnya

- Ambil segelas contoh lainnya dari tangki pemisah (settling tanks) dan ulangi proses di

atas

Dari hasil di atas maka akan dapat dipakai untuk menentukan jenis dan jumlah dari :

- Hasil padatan yang dapat diberaikan pada lubang bor

- Kandungan padatan yang terbawa hingga ke settling tanks dan persentasenya yang

disirkulasikan kembali

Begitu juga kandungan cutting dalam lumpur bor yang melebihi dari 4%-5% dapat

merusak peralatan pengeboran. Oleh karena itu pemantauan kandungan cutting harus

diulangi pada suatu interval waktu yang teratur sehingga akses dapat dikontrol selama

proses pengeboran.

Gel Strength

Kekuatan gel merupakan fungsi dari gaya antar partikel dan didefinisikan sebagai

ketahanan untuk menyebar. Cairan murni tidak mempunyai sifat seperti gel karena

viskositasnya tidak berubah dengan adanya perubahan kecepatan menyebar.

Pengeboran yang menggunakan lumpur bor bentonit jika dimasukkan dalam air akan

cenderung bersifat plastik semu (psedopalstic) dengan peningkatan proses gelasi,

dimana terjadi peningkatan waktu menyebar ketika dikenai perubahan kecepatan. Satuan

kekuatan gel adalah lbs/100 ft² atau gr/m².

Untuk mengetahui apakah lumpur bor terlalu kental atau tidak maka dilakukan tes

viskositas. Dalam hal ini dilakukan pengukuran 2 kali, pertama langsung diukur total

waktu mengalirnya lumpur sejumlah 1000 cc, sedangkan yang kedua sampel didiamkan

dulu 10 menit baru dilewatkan melalui tunnel dan dihitung waktunya. Jika perbedaan

waktu antara yang pertama dengan kedua lebih dari 10 detik maka dapat disimpulkan

bahwa lumpur tersebut terlalu kental. Untuk mengencerkannya dapat ditambahkan sedikit

air. Zat-zat kimia yang mengandung ligno-sulfonate, sodium hexa meta phosphat dan

lain-lain sering digunakan sebagai kontrol efektif untuk kekuatan gel.

VI - 10

Bab VI, Fluida Bor

6.4.2 Bahan Aditif dan Pemantauan Lumpur Bor

Beberapa jenis lumpur menjadi mahal pada penggunaannya jika telah dicampur dengan

zat kimia atau jika telah digunakan secara berlebihan pada penggantian perlengkapan

yang sembarangan, demikian pula waktu turun yang berkali-kali, sehingga perolehan

sampel tidak memuaskan. Semua penambahan dan perlakuan pada sistem lumpur harus

diukur dan dicatat dengan hati-hati.

Pengencer

Tujuan dari pengenceran adalah untuk menurunkan viskositas dan kekuatan gel lumpur

bor dengan mengurangi gaya interaksi antar partikel. Berdasarkan fungsinya pengencer

ini dapat dibedakan atas dua bagian yaitu :

- Untuk menyebarkan dan mengendapkan pertikel-partikel pembentuk koloid dalam

sistem lumpur. Tujuannya adalah untuk mendapatkan viskositas yang lebih besar dan

kekuatan gel yang efektif dengan menggunakan perbandingan kuantitas partikel

koloid.

- Menambahkan konsentrasi partikel koloid yang lebih besar pada sistem yang sama

tanpa penambahan sejumlah air.

Pada kenyataannya kedua alternatif tersebut berlawanan satu sama lain, yang

bergantung pada tipe dan jumlah pengencer yang digunakan, dengan konsentrasi koloid

awal dan derajat dispersi larutan. Efek pengendapan dan dispersi ini timbul ketika jumlah

pengencer yang digunakan sedikit, jumlah ini sudah cukup untuk menetralisir gaya-gaya

antar partikel yang pada kenyataannya saling berlawanan dengan prinsip dispersi yang

ditunjukkan pada alternatif kedua di atas. Terpisah dari hal ini, pengencer telah digunakan

untuk membuktikan efisiensi hidrolik dari lumpur bor. Untuk memelihara tingkat

keterlarutan pengencer biasanya dicampur dengan soda api atau sebaliknya.

Pengencer kimia yang biasa digunakan dapat diklasifikasikan dalam dua katagori yaitu

pengencer organik dan non-organik. Pengencer organik memiliki aplikasi lebih luas

karena efektivitasnya besar, biaya murah, dan ketahanan reaksi terhadap garam maupun

temperatur lubang. Jenis bahan organik di antaranya adalah asam fosfat natrium

(Na2H2P2O2), natrium hexa meta fosfat (NaPO3), natrium tetra fosfat (Na6P4O13), dan ligno

sulfonat. Salah satu pengencer yang sering dipakai adalah ekstrak tanaman “quebracho”

VI - 11

Bab VI, Fluida Bor

karena dapat digunakan dalam berbagai kondisi. Pengencer organik yang lain adalah

lignin berwarna coklat kehitaman atau hitam hasil dekomposisi tumbuhan yang biasanya

muncul bersamaan dengan lignit batubara. Asam humik dalam lignin inilah yang dipakai

untuk pengenceran tersebut.

Pengencer diberikan dalam jumlah yang sedikit dan bertahap dengan memperhatikan

parameter-parameter lumpur bor. Pada umumnya pengencer menyebabkan lumpur naik

sampai batas tertentu dan apabila penambahan sangat berlebihan maka lumpur bor akan

menjadi tidak efektif. Kebanyakan pengencer bersifat asam dan cenderung akan

mereduksi pH. Pengencer yang bersifat asam biasanya dikombinasikan dengan soda api

atau abu soda. Asam oksalik dapat dipergunakan apabila reduksi pH diperlukan.

Pengontrol Keasaman

Telah dijelaskan di atas bahwa soda sapi (NaOH) digunakan sebagai bahan yang

dikombinasian dengan pengencer yang bersifat asam. Larutan abu soda ini dibuat

dengan perbandingan terhadap air (abu soda : air) 2:1 atau 3:1. Untuk perlakuan yang

lebih “smooth” dapat digunakan natrium karbonat (Na2CO2). Setelah lumpur diberi soda

api atau soda dan pengencer, mungkin juga dibutuhkan penambahan material koloid yang

mana penambahan ini tergantung pada kondisi lumpur bor yang dibutuhkan dan juga

kondisi pengeborannya. Penambahan material koloid bertujuan untuk mengurangi jumlah

air yang masuk ke dalam formasi.

Pengontrol Berat Lumpur Bor

Satuan yang biasa digunakan adalah satuan densitas, misalnya lbs/barrel, lbs/ft3

lbs/gallon, kg/lt, dan gr/cm³. Dalam kegiatan pengeboran, densitas dari fluida bor lebih

dikenal dengan “weight” (berat).

Berat dari fluida bor memberikan dampak terhadap stabilitas lubang bor. Jika berat fluida

bor berubah maka tekanan hidrostatik dalam lubang bor juga berubah. Jika densitas dari

fluida bor itu meningkat maka berat semu (relatif) cutting dalam fluida akan menurun

sehingga fluida ini dapat membawa cutting lebih banyak dari pada air.

Lumpur bor yang normal memiliki berat sekitar 1,07 kg/lt. Barit biasa digunakan sebagai

material pemberat yang digunakan untuk mengangkat material lebih ringan seperti halnya

VI - 12

Bab VI, Fluida Bor

hematite atau galena pada kondisi tertentu. Material pemberat ini merupakan suspensi di

bawah pengaruh pertikel koloid dari lumpur bor dan kelembaman kimia.

Pengontrol Keseimbangan Sirkulasi

Kehilangan sirkulasi (lost circullation) dan ledakan (blow out) merupakan kegagalan

keseimbangan tekanan antara tekanan hidrostatik fluida bor dalam lubang dengan

tekanan fluida formasi. Tekanan fluida formasi terbentuk akibat adanya tekanan pada saat

pembentukan formasi tersebut yang mengakibatkan lapisan dengan tekanan fluida

formasi normal. Peningkatan tekanan ini berbanding lurus dengan jumlah (tebal) lapisan

penutup di atasnya.

Ketika lubang bor dibuat, tekanan sirkulasi fluida bor dapat tidak sama dengan tekanan

fluida formasi sehingga memungkinkan terjadi ketidakseimbangan tekanan. Tekanan

fluida formasi yang berlebihan menyebabkan fluida bor keluar dari lubang bor, peristiwa

ini disebut “blow out” (ledakan). Fenomena ledakan ini sering terjadi pada pengeboran

eksplorasi geothermal. Sebaliknya ketidakseimbangan tekanan menyebabkan kehilangan

sirkulasi fluida ke dalam formasi dikenal dengan “lost circulation” (kehilangan sirkulasi)

dalam hal tekanan fluida bor melebihi tekanan fluida formasi. Tekanan hidrostatik fluida

bor yang berlebihan mengakibatkan pecahnya formasi di sekitar lubang bor, sehingga

pencahannya bercampur dengan fluida bor yang mengakibatkan :

- laju penetrasi yang rendah

- laju filtrasi yang tinggi

- kerusakan formasi

Kehilangan sirkulasi sering terjadi pada formasi yang memiliki karekter sebagai berikut :

- lapisan yang porous dan permeabel

- tidak terkompaksi

- formasi yang tidak homogen

- Memiliki bukaan natural (sesar, kekar, rekahan)

Contoh formasi yang sering terjadi kehilangan sirkulasi adalah lapisan gravel (gravel

beds) dan gua-gua batugamping (vuggy limestone). Cara mengatasinya adalah dengan

menggunakan casing pada pengeboran yang dilakukan.

VI - 13

Bab VI, Fluida Bor

Perbedaan tekanan antara fluida bor dan fluida formasi bisa diantisipasi dengan

memberikan dinding pemisah di antara keduanya. Selain menggunakan casing, dalam

batas tekanan tertentu material fluida bor bisa membentuk dinding pemisah untuk

mengendalikan perbedaan tekanan. Dalam hal ini fluida bor ditambahkan material

perekat. Komposisi material dapat diklasifikasikan secara umum menjadi tiga kategori

yang berbeda, tergantung kepada ukuran dan bentuk dari material yang digunakan, yaitu :

fibrous, flaky dan granular. Material fibrous yang banyak digunakan adalah mineral,

hewani, vegetasi atau bahan sintetis asli. Asbestos, kulit, bagasse (sugar cane waste),

glass atau rayon adalah macam-macam material fibrous yang sering digunakan untuk

perekatan yang efektif pada pasir dan kerikil ataupun lapisan pebble yang memiliki ukuran

agregat yang besar. Sedangkan flaky material yang sering digunakan adalah :

cellophane, mika dan katun yang sering digunakan untuk menutup formasi yang memiliki

komposisi ukuran pori-pori yang kecil sampai sedang. Sedangkan material granular

seperti nut shells, ground rubber, ground plastic dan bentonit kasar sering digunakan

untuk penutupan yang efisien pada formasi dengan ukuran pori-pori dari sedang sampai

besar.

Disamping dengan dinding pemisah, perbedaan tekanan fluida formasi dan fluida bor

dapat dikontrol dengan mengatur densitas fluida bor sehingga tekanan hidrostatik fluida

bor akan berubah. Metode penyeimbangan tekanan ini harus memperhatikan kinerja

pengeboran supaya tetap efisien karena jika densitas fluida bor terlalu ringan maka

terdapat kemungkinan cutting tidak bisa terangkat dan apabila densitas fluida bor terlalu

besar maka kerja pompa akan semakin berat.

6.4.3 Tipe-Tipe Lumpur Bor

Inhibited Mud

a. Definisi : lumpur bor yang didesain untuk menghasilkan suatu filtrat minimum

sehingga dapat mencegah hidrasi yang terjadi bila fluida bersentuhan dengan formasi.

b. Fungsi

- Mengurangi runtuhnya dinding lubang (sloughing)

- Mencegah mengembangnya formasi berkaitan dengan hidrasi yang dapat terjadi

karena formasi berupa serpih dan infiltrasi lubang.

c. Kenaikan viskositas dan kekuatan gel rendah

d. Mempunyai pH yang tinggi

VI - 14

Bab VI, Fluida Bor

e. Cara Pembuatan

- Lumpur awal dilarutkan dengan air pada komposisi 10-15%

- Sejumlah thinner ditambahkan untuk mencegah thickening yang berlebihan

selama proses pembuatan

- Sekitar ½ kg soda ditambahkan pada setiap 100 liter lumpur

- Setelah itu ditambahkan 1,5 kg sodium klorida per 100 liter lumpur

- Terakhir, penambahan kalsium sulfat pada kuantitas ½ kg per 100 liter lumpur

Lumpur Kapur (Lime Mud)

a. Definisi

Suatu tipe yang khusus dari sejenis inhibited mud yang mempunyai kemampuan

khusus untuk menahan sejumlah invasi ios Ca2+ dalam suatu pengeboran.

b. Fungsi

- Digunakan pada pengeboran yang menembus lapisan batugamping dan gipsum

yang biasanya menyebabkan kontaminasi ion kalsium yang tinggi.

- Berperan dalam mengurangi efek pelarutan yang berlebihan dari garam terlarut.

c. Latar Belakang

Kehadiran ion kalsium walaupun dalam jumlah yang kecil dapat mempengaruhi air

yang tercampur dalam Lumpur. Kontaminasi ion kalsium, yang biasanya dapat timbul

pada air yang digunakan untuk prepasi dan melarutkan Lumpur dapat dinetralkan

dengan menambahkan sodium karbonat – Na2CO3. sehingga garam kalsium yang

terlarut akan terpresipitasi sebagai karbonat tak larut.

d. Cara Pembuatan

- Pembuatan lumpur jenis ini dapat dilakukan pada saat awal prepasi lumpur bor

maupun pada saat fluida bor telah berada pada lubang

- Pada saat berada di lubang pengeboran, sebaiknya prosesi pengeboran

diselesaikan sebelum pembuatan lime mud dilaksanakan (sebelum casing)

- Lumpur konvensial ditambah dengan air untuk mengurangi viskositasnya di bawah

normal. Komposisinya 10-25% air. Kemudian sejumlah thinner ditambahkan pada

komposisi ½ - 1 kg per 100 liter lumpur. Sekitar 1-2 kg soda kaustik per 100 liter

lumpur kemudian dicampur. Hasil fluida dicampur dengan 3-4 kg gamping (lime)

per 100 liter lumpur.

VI - 15

Bab VI, Fluida Bor

Lumpur Air Asin Standar

a. Definisi: suatu jenis inhibitive mud yang mempunyai konsentrasi NaCI melebihi 1%

berdasarkan berat

b. Latar Belakang

- Berbagai macam garam seperti yang terdapat pada formasi kubah garam dan air

garam dengan konsentrasi tinggi, dapat menyebabkan kontaminasi pada fluida

bor.

- Kehadiran ion-ion garam akan mempengaruhi lubang bor dan fluida bor (pengaruh

bolak-balik). Lubang dapat membesar sehingga pengeboran akan terhambat. Di

lain kasus dapat pula terjadi pengguaan (cavities) pada formasi lubang bor.

c. Cara Pembuatan

- Untuk mencegah cavities, dibuat lumpur air asin jenuh dengan menambahkan 35

kg garam kering yang dilarutkan dalam 100 liter air bersih pada suhu 20o C.

- Penambahan lempung (jenis attapulgate) akan menambah viskositas dan

kekuatan gel sehingga mencegah hidrasi. Akan tetapi attapulgate clay mempunyai

kelemahan derajat filtrasi dan kemampuan support dinding lubang bor yang

rendah. Untuk itu perlu ditambah koloid organik seperti soda kaustik yang akan

membuat kinerja thinner mejadi efektif.

- Untuk mencegah efek di atas (penggunaan lumpur konvensional + attapulgate)

maka digunakan cara baru. Sekitar 12-15 kg bentonit per 100 liter air bersih

dicampur, kemudian ditambah 2 kg ligno sulfonate yang dikombinasikan dengan

soda kaustik sejumlah 1/10 thinner untuk 100 liter fluida tersebut. Air garam yang

telah dipersiapkan sebelumnya kemudian dicampur dengan fluida dengan proporsi

3:1. Fluida resultan diseimbangkan dengan garam untuk menjenuhkan kuantitas

air total yang terdapat pada lumpur (thinning). Selama pencampuran dapat timbul

busa yang dapat di-deactivate dengan octylalcohol. Sebaliknya untuk thickening,

sejumlah fluida awal (sebelum dijenuhkan garam) dapat ditambah kembali.

Lumpur Minyak (Soluble Oil Mud)

Pengeboran dilakukan dengan bit diamond : 2 Nos. NX, 13 carat, 80/110 s.p.c. Ada 5

macam jenis pengeboran dilakukan sebagai pembanding. Salah satunya adalah, satu set

bit dijalankan dengan menggunakan air bersih, dan bit kedua dijalankan dengan lumpur

sebagai pendingin. Lumpur dikomposisi dengan mencampurkan komponen-komponen

VI - 16

Bab VI, Fluida Bor

tertentu dalam 5000 liter air bersih yang ditampung dalam bak berukuran 2x1,8x1,8

meter. Komponen-komponen tertentu tersebut adalah:

a. Bentonit 3 karung (150 kg)

b. Asam tannik 4 kg

c. Soda kaustik 1 kg

d. C.M.C. 1 kg

e. Minyak encer 10 liter

Hasilnya dapat dilihat pada Tabel VI.1 yang mengindikasikan kegunaan lumpur jenis ini

(soluble oil mud) saat diamond bit digunakan untuk menembus formasi yang keras.

Tabel VI.1. Perbandingan pemakaian lumpur air dan minyak.

Lumpur Konvensional

Pengeboran eksplorasi pada bantuan sedimen dengan menggunakan diamond bit maka

tipe lumpur konvensial lebih cocok untuk digunakan daripada lumpur minyak. Lumpur

konvensional mempunyai spesifikasi berikut ini:

a. Lumpur bentonit dengan bahan dasar sodium (sodium based bentonit mud) yang

mengandung komponen mineral utama montmorilonite.

b. Komposisi

Bentonit dalam bentuk bubuk dengan sodium sebagai agen pengganti dicampur

dengan restrifikasi kandungan material sebagai berikut:

- Kalsium oksida, kandungan CaO tidak melebihi 0,8% berat

- Silikon, SiO2 antara 50-55%

- Kandungan Fe2O3 8%

- MgO tidak melebihi 1%

- Na2O dan K2O pada 3-4%

- Kandungan pasir bebas tidak melebihi 2%

c. Sifat fisik, spesifikasi, dan tes

VI - 17

Bab VI, Fluida Bor

- Loss pada saat pengeringan maksimum 12% berat dalam kondisi 10 gram sampel

dipanasi pada suhu 105 ± 2°C selama 2 jam.

- Kehalusan: 1). Kering, minimum 97% dan 90% berat dari 50 gram sampel kering

yang diayak pada ukuran 150 & 75 mikron selama 15 menit. 2). Basah, minimum

98% berat harus melewati pengayak 45 mikron dalam kondisi 10 gram sampel

kering dicampur dengan 350 ml air dalam botol kapasitas 500 ml. Botol dikocok

selama 3 jam kemudian diinversikan selama 30 menit dan campuran ini diayak

kembali pada 45 mikron. Setelah itu residu dibersihkan dari pengayak dan

ditimbang setelah pengeringan.

- Densitas maksimum 2,3 diuji melalui proses biasa

- Swelling Power, pengembangan dari volume asal tidak boleh melebihi 24 ml

dalam 24 jam saat 2 gram sampel kering diukur dalam suatu silinder dengan

pencampuran 20 kali larutan pada interval yang tetap.

- Viskositas: 1). Semu, ditentukan oleh viskometer pada suhu 30± 2°C. 2). Plastik,

prosedur sama dengan hasil minimum 6 centipoise.

- Gel Formation index, terpisah tidak melebihi 2 ml dari fase fluida yang dibiarkan

selama 24 jam pada sebuah silinder pengukuran.

- Filtration loss, suatu volume filtrasi tertentu tidak melebihi 20 ml bila diuji pada filter

standar.

- Nilai pH tidak boleh melewati 7,5 – 8,5 yang ditentukan dengan alat pH meter.

- Thixotrophy tidak boleh melebihi 30 detik untuk suatu uji fluida.

6.5 DASAR-DASAR PERHITUNGAN FLUIDA BOR

Dalam operasi pengeboran perhitungan-perhitungan dilakukan secara praktis disesuaikan

dengan ukuran-ukuran maupun satuan yang tersedia. Dalam sub-bab ini akan diberikan

persamaan-persamaan praktis dalam perhitungan parameter-parameter operasi

pengeboran.

6.5.1 Volume Annulus

Annulus adalah ruang antara dinding lubang bor dengan dinding luar stang bor yang

mana menjadi tempat mengalirnya fluida membawa cutting dari bawah ke permukaan

pada pengeboran sirkulasi normal. Volume annulus dihitung dengan mengurangkan

volume lubang bor dengan volume stang bor.

VI - 18

)()(2

mDepthindD

0,785 D 2 (m) Depth(m) 0,785 d 2 (m) Depth(m)

Bab VI, Fluida Bor

Gambar 3.2. Lubang annulus (daerah diarsir).

Volume(m3 ) − 2

Volume(Liter) 2

Dimana:

D = diameter lubang bor

d = diameter luar stang bor

Contoh Perhitungan:

Diketahui diameter lubang bor 6” dan diameter luar stang bor 4” pada pengeboran dengan

kedalaman 20 m, maka volume annulus sebesar:

Volume (Liter) = { (62 – 42) x 20 } / 2 = 200 Liter

6.5.2 Up Hole Velocity

Kecepatan fluida dari bawah ke permukaan melalui annulus adalah faktor kritis dalam

membersihkan cutting dari lubang bor. Kecepatan ini (UHV) tergantung dari tiga faktor

berikut:

1. Volume fluida yang dimasukkan oleh pompa atau kompresor

2. Diameter lubang bor

3. Diameter stang bor

VI - 19

Bab VI, Fluida Bor

Ukuran annulus akan menentukan UHV dalam hal fluida yang digunakan konsisten, atau

UHV akan lebih besar pada annulus yang kecil dan akan lebih rendah pada annulus yang

besar untuk fluida yang sama. Oleh karena itu pemilihan diameter stang bor dibandingkan

dengan diameter lubang bor akan sangat penting dalam mengontrol UHV. UHV dapat

dihitung dengan persamaan berikut:

UHV (m / min)

UHV (m / min)

1274 L / min

D 2 − d 2 (mm)

2 L / min

D 2 − d 2 (in)

Dimana:

m/min = kecepatan UHV dalam meter per menit

L/min = output pompa atau kompresor dalam Liter per menit

Biasanya output kompresor dinyatakan dalam satuan cfm (cubic feet per minute)

sehingga untuk mendapatkan dalam satuan L/min harus dikonversi dengan

mengalikannya dengan faktor 28,3.

Contoh Perhitungan:

Diketahui diameter lubang bor 6” dan diameter luar stang bor 4” pada pengeboran dengan

kedalaman 20 m, digunakan kompresor untuk memompa udara sebesar 650 cfm, maka UHV

dihitung sebesar:

UHV (m/min) = { (2 x 650 x 28,3) / (62 – 42) } = 1,840 m/min

6.5.3 Debit Aliran

Dalam mengukur debit aliran sangat simpel yaitu mengukur volume fluida dalam drum

atau container dan mengukur waktu dalam pengisian drum atau container. Sehingga debit

aliran bisa dihitung dengan persamaan:

Debit aliran(L / s) Volume fluida ( L )

Waktu(s)

VI - 20

Bab VI, Fluida Bor

6.5.4 Specific Gravity

Specific Gravity (SG) dari fluida bor diukur dengan alat timbangan yang terdiri dari dua

lengan. Lengan yang satu berupa tabung fluida dengan ukuran tertentu dan lengan yang

lain berupa bandul yang dapat digeser menjauh atau mendekat titik tumpu untuk

mencapai kesetimbangan (Gambar 3.3). Pada lengan bandul ini terdapat angka-angka

yang menunjukkan ukuran SG dari fluida dalam tabung.

Gambar 3.3. Alat pengukur SG fluida bor.

Perhitungan SG fluida sangat penting dalam kinerja fluida bor dan dilakukan secara

kontinu selama proses pengeboran. Adakalanya SG fluida akan berubah-ubah sehingga

harus dilakukan penyetabilan SG fluida. Dalam melakukan penyetabilan biasanya

ditambahkan fluida yang lebih berat dengan persamaan:

Pemberat(kg / L) SGpemberat SG D − SG T

SGpemberat − SGD

Dimana:

SGD = specific gravity fluida yang diinginkan

SGT = specific gravity fluida yang terukur

Contoh Perhitungan:

SG fluida terukur 1,2 dan diinginkan SG 1,3 untuk efektivitas pembersihan cutting. Maka jumlah

barit yang diperlukan untuk menambah fluida bor adalah:

Barit(kg/L) = { 4,2 x (1,3 – 1,2) } / (4,2 – 1,3) = 0,145 kg/L

sehingga untuk membuat 500 liter fluida menjadi SG 1,3 dibutuhkan barit sebanyak:

0,145 x 500 = 72,5 kg

VI - 21

Bab VI, Fluida Bor

6.5.5 Tekanan Fluida

Setiap kedalaman bertambah 1 m maka air akan memberikan tekanan statik sebesar 10

kPa. Sehingga persamaan untuk menentukan tekanan adalah sebagai berikut:

Tekanan(kPa) Depth(m) 10(kPa / m) SG

Contoh Perhitungan:

Diketahui lubang bor dengan kedalaman 60 meter dengan SG fluida sebesar 1,2. Maka tekanan

statik di kedalaman 60 m adalah:

Tekanan (kPa) = 60 x 10 x 1,2 = 720 kPa

VI - 22

BAB VII

OPERASI PENGEBORAN

Selama operasi pengeboran akan dilaksanakan beberapa tahapan, dalam bab ini akan

diberikan tahapan dalam pengeboran dan juga konstruksi sumur pada pengeboran air.

7.1 TAHAPAN PENGEBORAN

Tahapan dalam operasi pengeboran adalah sebagai berikut:

1. Persiapan pengeboran, dalam tahap ini terdiri atas:

Pembuatan bak pengendap, bak penampung, serta saluran sirkulasinya. Hal yang

harus diperhatikan dalam membuat desain bak adalah volume yang sesuai

dengan jumlah fluida yang akan dipergunakan. Disamping itu efektivitas dari

proses pengendapan cutting juga sangat dipengaruhi oleh desain bak pengendap.

Sirkulasi fluida dalam bak pengendap yang terlalu cepat berakibat pada proses

pengendapan yang belum tuntas sehingga akan terjadi kecenderungan specific

gravity fluida bor akan naik terus selama operasi pengeboran.

Pemasangan balok landasan mesin, papan untuk saluran sirkulasi dan lantai

dasar mesin. Landasan mesin harus mampu menumpu berat mesin bor selama

operasi, landasan yang tidak kokoh akan berakibat tidak stabilnya proses

pengeboran sehingga sulit dalam mengontrol arah lubang bor dan juga bisa

berakibat terjadinya friksi pada rangkaian bor (stang bor).

Pengesetan mesin dan pompa

Pendirian menara. Hal yang harus diperhatikan dalam pendirian menara adalah

kekuatan pondasi menara yang mencukupi dan kokoh. Dalam proses pengeboran,

menara akan menjadi tempat penambatan seluruh rangkaian bor dari travelling

block sampai ke mata bor. Semakin dalam lubang bor maka beban tambat menara

akan semakin besar pula sehingga harus diperhatikan beban maksimum yang

bisa dibebankan dan juga kedalaman lubang bor.

Persiapan lainnya seperti penyiapan lumpur bor, alat-alat ukur untuk kedalaman,

specific gravity, dll.

Bab VII, Operasi Pengeboran

2. Pengeboran dengan kedalaman dan diameter tertentu

Tahapan ini dapat untuk pengeboran inti dan pengeboran non inti.

Dalam pengeboran inti hal terpenting yang akan diperoleh dari operasi pengeboran

adalah inti bor sebagai sampel yang diambil untuk dianalisis baik analisis kondisi

geologi maupun kualitas yang diharapkan. Dari inti bor bisa didapat berbagai macam

informasi penting seperti informasi geoteknik (data rekahan, joint, dan struktur

lainnya), informasi litologi, kualitas terhadap mineral tertentu, dll. Jenis pengeboran ini

lebih banyak digunakan dalam kegiatan eksplorasi maupun investigasi geoteknik.

Setelah didapatkan inti bor maka lubang bor dapat dibiarkan sehingga akan tertutup

oleh proses alami, atau apabila lubang yang ada akan dipergunakan untuk sumur

maka bisa dilanjutkan dengan proses konstruksi.

Pengeboran inti hanya dimungkinkan dilakukan dengan metode pengeboran putar

untuk memperoleh inti. Panjang inti bor pada setiap run pengeboran akan dibatasi

oleh panjang stang bor, dengan kata lain setiap kemajuan penetrasi sepanjang stang

bor maka rangkaian bor harus diangkat ke permukaan untuk mengeluarkan inti bor

dalam core barrel. Kemudian dilakukan pengeboran kembali dengan penambahan

satu stang bor setiap kali run. Untuk pengeboran dangan target lubang bor yang

dalam maka akan lebih efektif apabila digunakan pengeboran sistem wireline. Dalam

sistem ini untuk mengangkat core barrel cukup menggunakan sebuah kawat yang

ditarik dari atas sehingga tidak perlu mengeluarkan seluruh rangkaian bor.

Sampel yang didapatkan dalam pengeboran inti adalah inti bor dan cutting. Pada

setiap kali run pengeboran maka inti diangkat dan dikeluarkan dari core barrel dan

kemudian disimpan dalam sebuah core box. Panjang setiap ruang atau segmen pada

core box disesuaikan dengan panjang core barrel sehingga dalam setiap kali run

maka inti bor akan tersimpan dalam satu ruang atau segmen. Hal yang harus

diperhatikan dalam penyimpanan inti adalah pemberian kode pada setiap ruang atau

segmen core box sehingga apabila dilakukan analisis maka tidak akan tertukar antara

inti bor kedalaman tertentu dengan kedalaman yang lain. Cutting diperoleh dari

material yang mengendap dalam pit fluida bor. Pada setiap kali run pengeboran atau

panjang penetrasi tertentu dilakukan pengamatan cutting dan kemudian sampling.

Sampel cutting kemudian disimpan dalam kantong sampel dan disimpan untuk

dianalisis.

VII - 2


Dalam pengeboran non inti maka hal terpenting adalah membuat lubang tanpa

memperoleh inti bor. Pengeboran non inti bisa dilakukan dengan metode pengeboran

putar, tumbuk (cable tool), auger, bor Bangka, dll. Dalam pengeboran non inti ini

interpretasi bawah permukaan bisa dilakukan hanya melalui cutting yang terangkat ke

permukaan oleh fluida bor atau bailer. Akurasi interpretasi geologi akan menemui

banyak kelemahan terutama dalam ketepatan penentuan kedalamannya.

Hal penting dalam pengeboran non inti adalah bidang gerus (berai) mata bor yang

lebih luas. Pada pengeboran putar maka stang bor yang dipakai harus mempunyai

ketebalan yang lebih besar untuk mengimbangi momen puntir yang lebih besar. Pada

pengeboran inti maka bidang gerus akan lebih kecil karena sebagian volume lubang

bor akan menjadi inti (tidak tergerus) sehingga digunakan stang bor yang lebih tipis.

7.2 TAHAPAN PENGEBORAN AIR

Untuk pengeboran air perlu beberapa tahapan diantaranya adalah pengeboran awal (pilot

hole), pengujian geofisika well logging (dibahas pada bab berikutnya), pembesaran

lubang (reaming), konstruksi sumur, pembersihan sumur (development) dan pengujian

(pumping test).

7.2.1 Pengeboran Awal (Pilot hole)

Pembuatan pilot hole dimaksudkan untuk mengetahui litologi secara rinci. Pilot hole

dilakukan dengan mata bor misalnya dengan mata bor jenis tricone diameter 6” sampai

kedalaman melebihi kedalaman konstruksi sumur yang direncanakan. Kelebihan

kedalaman ini dimaksudkan agar sisa kedalaman tersebut dapat berfungsi sebagai

kantong kotoran yang tidak terangkat.

7.2.2 Pembesaran Lubang Bor (Reaming)

Tujuan pembesaran lubang bor adalah untuk mendapatkan kemudahan-kemudahan

dalam hal :

peletakan pipa dan saringan (konstruksi)

peletakan pipa pengantar saat pengisian gravel dan grouting cement

peletakan pipa piezometer (kalau ada)

VII - 3


peletakan pipa pelindung sementara (temporary casing)

7.2.3 Konstruksi Sumur

Berdasarkan pada rencana konstruksi sumur dan hasil pengukuran penampang lubang

bor maka konstruksi sumur harus dilakukan secepat mungkin setelah dilakukan

pembesaran lubang bor (reaming) dan pembersihan sumur (spulling). Hal ini untuk

menghindari terjadinya runtuhan dinding lubang bor yang dapat menyumbat lubang dan

menjepit stang bor sehingga mengganggu pekerjaan berikutnya.

Setelah konstruksi sumur selesai tahapan berikutnya adalah pengisian gravel (gravel

packing) dengan mengisikan gravel (kerikil) yang berukuran 2-5 mm ke dalam ruang

antara dinding lubang bor dengan dinding pipa dan dinding saringan melalui pipa

penghantar 1,5” dari dasar sumur sampai kedalaman yang direncanakan. Bersamaan

dengan pengerjaan pengisian gravel dilakukan pemompaan lumpur (spulling) dari pompa

melalui ruang pipa konstruksi. Pekerjaan ini harus diusahakan agar lumpur keluar melalui

dinding pipa konstruksi dan dinding lubang bor tempat beradanya gravel dengan menutup

ruangan di dalam pipa konstruksi. Spulling ini bertujuan untuk membuat gradasi gravel

yang dimasukkan sehingga gravel tersusun dengan baik dan padat.

Tahap selanjutnya adalah melakukan grouting cement, yaitu dengan cara memasukkan

adonan semen ke atas permukaan gravel (ruang antara dinding pipa konstruksi dengan

dinding lubang bor) melalui pipa penghantar 1,5”, selanjutnya pipa 1,5” dicabut satu

persatu sampai semen mencapai permukaan. Pekerjaan grouting cement dilakukan

dengan maksud untuk:

Menyekat air yang tidak dikehendaki (agar air permukaan tidak masuk ke dalam

sumur).

Mengikat pipa konstruksi dengan dinding lubang bor agar kondisi pipa konstruksi

kokoh dan tidak meluncur turun.

7.2.4 Pembersihan Sumur (Development)

Pembersihan sumur dilakukan melalui beberapa tahapan seperti:

1. Pengocokan mekanis (surging)

Pengocokan mekanis dilakukan dengan menaik-turunkan stang bor atau pipa di

antara stang bor atau pipa penghantar yang dipasang alat plunger, biasanya posisi

VII - 4


terletak di dalam pipa jambang. Pengocokan mekanis dilakukan berkali-kali sampai

kondisi air agak jernih.

Maksud dilakukan pengocokan mekanis ini adalah untuk :

mengeluarkan kotoran yang ada di dalam sumur (saat ditekan)

menghisap air dari akifer ke dalam sumur sehingga kondisi lumpur yang kental

menjadi encer (saat ditarik) dan kotoran-kotoran yang menempel dalam saringan

terbawa ke dalam sumur

membantu proses pemadatan dan gradasi gravel (saat ditarik)

2. Penyemprotan air bertekanan tinggi (water jetting)

Setelah proses pengocokan mekanis diselesaikan kemudian dimasukkan STTP

(Sodium Tripoly Phosphat) ke dalam sumur dan dibiarkan antara 12-24 jam Tujuannya

untuk melarutkan lumpur dan lempung yang masih tersisa dalam sumur. Setelah ini

baru dilakukan pekerjaan water jetting yaitu penyemprotan air bersih bertekanan tinggi

ke dalam sumur yang diarahkan tepat pada saringan terpasang melalui pipa

penghantar dan alat penyemprot jetting tool. Penyemprotan dilakukan secara

bertahap dari saringan ke saringan yang lainnya dan perlu dilakukan berkali-kali.

Pekerjaan ini diakhiri dengan spulling yaitu meletakkan alat penyemprot di dasar

konstruksi sumur sehingga kotoran-kotoran yang keluar dari saringan yang masih

mengendap di dasar sumur dapat terangkat keluar. Pekerjaan ini dihentikan setelah

air yang keluar dari sumur benar-benar bersih.

Maksud dilakukannya pekerjaan water jetting adalah:

Membantu proses gradasi dari gravel sehingga gravel dapat tersebar merata dan

semakin padat.

Memperbesar dan membuka lubang saringan yang masih tersumbat.

Membersihkan kotoran-kotoran yang masih tersisa di dalam sumur, saringan,

maupun gravel sehingga diharapkan efisiensi sumur semakin meningkat.

3. Pengurasan sumur (over pumping)

Over pumping adalah melakukan pemompaan dengan debit maksimal dari pompa

penguji yang digunakan. Tujuan over pumping adalah untuk:

Membersihklan kotoran-kotoran yang tersisa di dalam sumur

Menentukan debit pompa pada saat uji pemompaan bertahap dari debit terkecil

sampai debit terbesar

VII - 5


Memperkirakan letak pompa yang aman pada saat uji pemompaan

Biasanya pada saat dilakukan pekerjaan over pumping masih ada sedikit kotoran

yang keluar terutama pada saat-saat awal pemompaan. Over pumping dihentikan

setelah kondisi air yang keluar dinilai benar-benar bersih.

4. Pengujian sumur (pumping test)

Uji pemompaan yang biasa dilakukan pada sumur bor air adalah :

Uji pemompaan bertahap (step draw down test)

Uji pemompaan bertahap dilakukan untuk menentukan nilai-nilai karakteristik

sumur Pelaksanaannya adalah memompa air dengan debit terkecil sampai

penurunannya konstan, kemudian dilanjutkan dengan debit berikut yang lebih

besar sampai penurunannya konstan, demikian seterusnya sampai debit terbesar

dan penurunannya konstan.

Parameter-parameter yang perlu diperhatikan pada saat uji pemompaan tersebut

adalah :

kapasitas pompa (pk)

letak pompa (m)

posisi mulut sumur (planes) dari muka tanah (m)

muka air tanah sebelum dipompa/SWL (Static Water Level)

besarnya debit pemompaan (l/dt)

muka air tanah setelah dipompa/DWL (dynamic Water Level) pada interval

waktu-waktu yang telah ditentukan (m).

pengambilan sampel air sebelum dan sesudah pemompaan

pengukuran sifat fisik air sebelum dipompa (warna, rasa, pH, dan bau)

pengamatan muka air pada sumur-sumur pengamat.

Pemompaan dilakukan sesuai dengan jumlah tahap yang telah direncanakan serta

waktu yang telah ditentukan. Setelah selesai melakukan uji pemompaan bertahap

dilakukan uji kambuh sampai muka airnya kembali ke posisi awal (SWL) dengan

menghitung waktu yang dibutuhkan.

VII - 6


Uji pemompaan menerus (long term test)

Uji pemompaan menerus dilakukan dengan menggunakan debit terbesar pada uji

pemompaan bertahap. Tujuan dilakukan uji pemompaan menerus adalah untuk

menentukan karakteristik akifer. Hal-hal yang harus diperhatikan sama seperti

pada uji pemompaan bertahap, yang berbeda hanya debit pemimpaan. Pada uji

pemompaan menerus debit yang digunakan konstan dan waktu pengamatan

umumnya jauh lebih lama dari pengamatan uji pemompaan bertahap.

VII - 7

BAB VIII

KENDALA TEKNIS DAN NON-TEKNIS

8.1 KENDALA-KENDALA TEKNIS

Dalam kenyataannya pengeboran tidak selalu berjalan dengan lancar, berbagai macam

hambatan sering terjadi. Hambatan ini sering disebut sebagai hole problems atau

downhole problems, dapat terjadi karena masalah-masalah di dalam lubang bor maupun

di permukaan. Penyebab permasalahan ini misalnya karena mesin mati, rangkaian bor

rusak, penyebab dari formasi, dan lain sebagainya.

Hambatan dalam pengeboran ini dapat dikelompokan sebagai berikut:

Tidak sempurnanya inti yang diperoleh (khusus pada pengeboran inti)

Caving shale problem

Hilangnya lumpur pengeboran (lost circulation/water lost)

Pipa terjepit

Semburan liar (blow out)

Jenis-jenis hambatan ini dapat terjadi sendiri-sendiri, bersama-sama, atau satu akan

mengakibatkan yang lain. Hambatan-hambatan tersebut sering terjadi dan dapat

menimbulkan kerugian yang besar. Namun demikian dengan penanganan yang benar

diharapkan hambatan dan kerugian tersebut dapat dikurangi.

8.1.1 Masalah Pada Pengeboran Inti (Coring)

Idealnya inti yang diperoleh pada pengeboran berbentuk sempurna dan tidak mengalami

kehilangan tetapi pada kenyataanya hal ini sukar diperoleh. Bentuk-bentuk permasalahan

pada inti yang mungkin dapat dijumpai di lapangan berupa:

- Inti terpotong menyerupai spiral yang diakibatkan oleh gangguan pada bit

- Perubahan mendadak pada diameter inti yang diakibatkan oleh pergantian bit setelah

menembus batuan induk

- Inti berbentuk ulir yang diakibatkan karena tekanan bit yang terlalu besar

Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis

- Core blocking yang diakibatkan karena adanya displacement fragmen batuan

sepanjang bidang belahannya

8.1.2 Caving/Shale Problem

Pengertian

Pengeboran menembus lapisan shale mempunyai permasalahan tersendiri. Menjaga agar

shale stabil, tidak runtuh atau logsor merupakan suatu masalah, tidak terdapat suatu cara

pasti yang dapat diterapkan untuk semua keadaan. Untuk mengurangi masalah ini maka

biasanya pengeboran dilaksanakan dengan menerapkan drilling practice yang baik dan

penggunaan mud practice yang tepat. Karena runtuhan atau longsornya shale maka

akibat seterusnya yang dapat timbul antara lain:

lubang bor membesar

masalah pembersihan lubang bor

pipa bor terjepit

bridges dan fill up

kebutuhan lumpur bertambah

penyemenan yang kurang sempurna

kesulitan dalam pelaksanaan logging

dan lain-lainya

Jenis-Jenis Shale

Shale biasanya merupakan lapisan yang diendapkan pada cekungan marine, terdiri

terutama dari lumpur, silt, dan clay, dalam bentuknya yang lunak biasanya disebut clay.

Semakin dalam maka tekanan dan temperatur akan semakin tinggi sehingga endapan ini

(clay) akan mengalami perubahan bentuk dan disebut sebagai shale. Selanjutnya,

perubahan bentuk karena proses metamorfosa disebut slate, phylite, atau mica schist.

Bila shale mengandung banyak pasir disebut arenaceous shale sedangkan yang

mengandung banyak material organik disebut carbonaceous shale. Shale mengandung

berbagai jenis mineral lempung yang sebagian berhidrasi tinggi. Shale yang mengandung

banyak mineral montmorilonite akan berhidrasi tinggi yaitu akan menyerap air dalam

kapasitas yang besar. Biasanya shale terdapat dalam formasi yang relatif tidak dalam.

VIII - 2


Pressure shale

Shale merupakan batuan endapan yang biasanya terdapat di daerah yang luas,

adakalanya terdapat pula kontak dengan endapan pasir. Dengan semakin tebal

lapisan di atasnya karena proses pengendapan terus berlangsung maka tekanan

overburden akan semakin besar. Pada proses compaction atau pemadatan ini cairan-

cairan yang berada di dalam lapisan shale akan tertekan keluar dan masuk ke dalam

batuan yang porous (permeabel) dan tidak kompresibel misalnya batupasir. Akibatnya

cairan terperangkap dan tertekan di dalam pasir dan tekanan dapat mencapai tekanan

yang relatif tinggi bahkan dapat menyamai tekanan overburden itu sendiri.

Selanjutnya pada waktu lapisan tersebut dilakukan pengeboran bisa terjadi situasi

dimana tekanan hidrostatis lumpur lebih kecil daripada tekanan formasi. Perbedaan

tekanan ini dapat mengakibatkan runtuhnya dinding lubang bor pada waktu

pengeboran sedang berlangsung.

Cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menaikan tekanan pada dasar

lubang bor, dalam hal ini menaikan berat lumpur. Hal lain yang perlu diperhatikan

adalah menjaga agar lubang bor tetap terisi penuh pada waktu mencabut dan

memasukkan stang bor, serta mengurangi kemungkinan swabbing dengan jalan

menurunkan viskositas dan gel strength.

Mud Making Shale

Jenis lain adalah shale yang sangat sensitif terhadap air atau lumpur. Jenis ini dapat

berupa shale bentonit yang bisa menghisap air (hidrasi).

Cara menghadapi shale jenis ini adalah pengeboran dengan memakai cairan

pengeboran yang tidak berpengaruh atau bereaksi dengan shale. Jenis-jenis lumpur

yang dipakai dalam hal ini antara lain lime mud, gyp mud, calcium chloride mud, salt

mud, dan yang banyak dipakai saat ini adalah lignosulfonate mud serta oil mud.

Namun demikian jenis-jenis lumpur ini pun tidak seluruhnya mampu mengatasi

masalah shale ini. Sehingga yang dapat diusahakan adalah agar shale ini tidak

terhidrasi atau bereaksi dengan lumpur ataupun air fitrasi, salah satu cara bisa dipakai

lumpur dengan air filtrasi yang sangat rendah.

VIII - 3


Hal lain yang berpengaruh dalam menghadapi shale ini antara lain:

- Keasaman diusahakan konstan pada pH sekitar 8,5 – 9,5

- Densitas atau berat lumpur cukup untuk menahan dinding lubang bor

- Air filtrasi diusahakan rendah

Stressed shale

Shale jenis ini tidak banyak bereaksi atau terhidrasi dengan air tetapi mudah runtuh.

Problem ini akan makin besar bila lapisan miring dan ditambah lagi bila menjadi basah

oleh air atau lumpur.

Sebab-Sebab dan Cara Penanganan Shale Problem

Sebab dan Gejala

Penyebab masalah shale ini dapat dikelompokkan dari segi lumpur maupun dari segi

drilling practice atau mekanis.

Beberapa penyebab dari kelompok mekanis antara lain:

- Erosi karena kecepatan lumpur di annulus yang telalu tinggi

- Gesekan pipa bor terhadap dinding lubang bor

- Adanya penekanan (pressure surge) atau penyedotan (swabbing) pada waktu

mencabut dan memasukkan stang bor/mata bor

- Adanya tekanan dari dalam formasi

- Adanya air filtrasi atau lumpur yang masuk ke dalam formasi

Secara umum dapat dikatakan bahwa pembesaran lubang bor dan masalah shale

berkaitan dengan dua masalah pokok, yaitu tekanan formasi dan kepekaan terhadap

lumpur atau air filtrasi.

Gejala-gejala yang sering tampak bila sedang menghadapi masalah shale antara lain:

- Tekanan (beban) pompa naik

- Serbuk bor (cutting) bertambah banyak

- Lumpur menjadi kental

- Air filtrasi bertambah

- Bridges dan fill up, adanya endapan cutting di dalam lubang bor

- Torsi bertambah besar

VIII - 4


- Bit baling

Penanganan

Usaha-usaha untuk menanggulangi masalah shale antara lain:

- Penggunaan lumpur yang baik:

- Densitas lumpur yang cukup untuk menahan tekanan formasi

- Keasaman lumpur yang sesuai (pH sekitar 8,5 – 9,5)

- Filtrasi rendah

- Mengurangi kecepatan aliran lumpur di annulus

- Pipa bor diusahakan betul-betul dalam keadaan tegang

- Mengurangi/menghindari kemiringan lubang bor

- Mengindari swabbing atau pressure surge pada saat mencabut dan memasukkan

stang bor atau mata bor

Hilangnya Lumpur Pengeboran (Lost Circulation / Water Lost)

Pengertian

Hilangnya lumpur pengeboran merupakan proses masuknya lumpur ke dalam formasi.

Hilangnya lumpur ini merupakan problem lama di dalam pengeboran, banyak terjadi

dimana-mana serta pada kedalaman yang berbeda-beda. Hilangnya lumpur ini dapat

terjadi bila tekanan hidrostatis lumpur melebihi tekanan formasi.

Sebab-Sebab

Ditinjau dari segi formasi maka hilangnya lumpur dapat disebabkan oleh hal-hal sebagai

berikut:

- Coarseley permeable formation

Contoh dari jenis formasi ini adalah pasir dan gravel. Namun tidak semua jenis

formasi ini menyerap lumpur, formasi ini dapat menyerap lumpur dimana tekanan

hidrostatis lumpur harus lebih besar daripada tekanan formasi. Selain itu ada

pengertian bahwa lumpur mampu masuk ke dalam formasi bila diameter lubang atau

pori-pori sedikitnya tiga kali lebih besar terhadap diameter butiran atau partikel padat

dari Lumpur.

VIII - 5


- Cavernous formation

Hilangnya lumpur ke dalam reef, gravel, atau pun formasi yang mengandung banyak

gua-gua sudah dapat diduga sebelumnya. Gua-gua ini banyak terdapat pada formasi

batu kapur (limestone dan dolomite).

- Fissure, fractures, faults

Ini merupakan celah-selah dan retakan di dalam formasi. Bila terjadinya hilangnya

lumpur tidak pada formasi permeabel atau batukapur, biasanya ini terjadi karena

celah-celah dan retakan tersebut. Fractures dapat bersifat alamiah karena proses-

proses geologi tetapi juga dapat terjadi karena sebab-sebab mekanis selama

pengeboran (induced fractures). Fractures ini dapat disebabkan antara lain:

o Penekanan (pressure surge) pada waktu masuknya stang bor / mata bor

o Kenaikan tekanan karena drilling practice yang tidak benar, misalnya tekanan

pompa terlalu tinggi, lumpur terlalu kental, gel strength terlalu besar. Dapat juga

karena perlakuan yang kurang sesuai misalnya menjalankan pompa secara

mengejutkan, dan lain sebagainya.

Hilangnya lumpur bor tidak hanya dipengaruhi oleh faktor formasi saja akan tetapi juga

dipengaruhi oleh sifat lumpur dan juga operasional pengeboran yang akan dijelaskan

sebagai berikut:

- Squeeze effect

Saat menurunkan rangkaian stang bor terlalu cepat dan ditambah lumpur yang kental

maka lumpur yang berada di bawah mata bor akan terlambat naik ke annulus di atas

mata bor. Hal ini menyebabkan lumpur di bawah mata bor tertekan ke formasi karena

kondisi antara rangkaian stang bor dengan lubang seperti sebuah piston. Peristiwa ini

dikenal sebagai squeeze effect. Akibat dari squeeze effect dapat menyebabkan

formasi pecah dan lumpur masuk ke formasi.

- Berat jenis lumpur yang tinggi

Karena berat jenis lumpur yang digunakan tinggi maka tekanan hidrostatis lumpur

akan menjadi besar. Bila menemui lapisan yang tekanan rekahannya kecil maka

formasi akan terjadi rekahan-rekahan dan akibatnya adalah sama seperti yang

diuraikan di atas.

- Viskositas lumpur yang tinggi

Bila viskositas lumpur tinggi maka tekanan sirkulasi lumpur di annulus akan cukup

tinggi yang mengakibatkan formasi pecah bila formasi tidak kuat.

- Gel strength lumpur yang tinggi

VIII - 6


Gel strength sangat penting di waktu tidak ada sirkulasi yaitu akan menahan cutting

supaya tidak turun ke dasar lubang. Dalam kondisi ini material pembuat lumpur

diusahakan tidak menumpuk di dasar lubang. Apabila gel strength tinggi maka untuk

memulai sirkulasi yang sempat terhenti akan diperlukan tenaga pompa yang cukup

besar. Bila formasi tidak sanggup menahan tekanan pompa yang besar ini maka

formasi akan pecah.

- Pemompaan yang mengejutkan

Pemompaan lumpur yang mengejutkan akan menyebabkan formasi pecah jika

formasi tidak kuat. Akibatnya adalah seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Pada

waktu mata bor menembus formasi ini maka lumpur akan mengisi gua, celah, dan

rekahan yang ada.

Tindakan Pencegahan

Pengalaman menunjukkan bahwa sekitar 50% dari hilangnya lumpur pengeboran terjadi

karena induced fracture. Dalam hal ini hilangnya lumpur dapat terjadi dimana-mana tidak

terlalu terpengaruh oleh jenis formasi. Dengan demikian pencegahan akan lebih murah

daripada mengatasi hilangnya lumpur pengeboran bila sudah terjadi. Beberapa hal yang

perlu diingat untuk pencegahan antara lain:

- Berat lumpur

Berat Lumpur perlu dijaga agar tetap minimum sekedar mampu mengimbangi tekanan

formasi. Serbuk bor (cutting) yang berada di annulus juga mengakibatkan

penambahan berat lumpur. Sehingga pembersihan lubang bor memegang peranan

yang penting.

- Viscosity dan gel strength

Gel strength juga dijaga agar tetap kecil, gel strength yang besar memerlukan tenaga

yang besar pula untuk menyirkulasikan gel tersebut, tenaga yang besar ini akan dapat

mengakibatkan pecahnya formasi. Disarankan agar rotary table dan spindle

digerakkan terlebih dulu sebelum menjalankan pompa, disamping itu dalam

menjalankan pompa tidak dilakukan dengan mengejutkan (perlahan-lahan dalam

membuka kran/katup).

- Pada waktu menurunkan stang bor dan mata bor harus dihindari terjadinya pressure

surge untuk mencegah pecahnya formasi, juga pada waktu mencabut atau menaikkan

stang bor dan mata bor harus dihindari terjadinya swabbing.

- Harus dipergunakan lumpur pengeboran yang baik dan stabil. Hal ini dapat

mengurangi negative mud seperti caving dan sloughing bridging.

VIII - 7


Cara Mengatasi Hilangnya Lumpur Pengeboran

Cara mengatasi hilangnya lumpur pengeboran ini sangat berbeda satu dari yang lain,

tergatung dari sebab-sebab, sifat formasi, dan sebagainya. Berikut adalah beberapa cara

yang dapat dipergunakan untuk mengatasi hilangnya lumpur pengeboran:

- Bahan penyumbat

Dalam mengatasi hilangnya lumpur pengeboran dipergunakan bahan penyumbat

antara lain:

o Granular material sepeti nut shells, nut plug, dan tuff plug

o Fibrous material seperti leather floc, fiber seal, dan chip seal

o Flakes seperti mica dan cellophare

o Kombinasi jenis bahan-bahan tersebut di atas. Demikian pula ukurannya dapat

dicampur dari yang halus (fine), medium, serta yang kasar (coarse)

o Heat expanded material seperti expandedperlite

o Bahan-bahan khusus seperti high filter loss slurry, bentonite diesel oil slurry, atau

bentonite diesel oil cemen slurry

- Seepage losses

Adalah bila hilangnya lumpur pengeboran dalam jumlah yang relatif kecil yaitu kurang

dari 15 bbl/jam, usaha-usaha yang dapat dilakukan adalah:

Mengurangi berat lumpur pengeboran, tekanan pompa, dan periode menunggu

Dapat dicoba menambahkan bahan penyumbat dengan cara:

- Menyiapkan bahan penyumbat dengan lumpur khusus untuk membawa

bahan-bahan tersebut sekitar 200 bbl.

- Bahan penyumbat akan lebih baik apabila terdiri dari bermacam-macam jenis

serta ukuran dengan konsentrasi sekitar 25-35 lbs/bbl lumpur. Apabila

hilangnya lumpur pengeboran makin besar maka jumlah serta ukuran bahan

penyumbat harus diperbesar.

- Bahan penyumbat dipompakan ke dalam lubang bor, pada saat bahan

penyumbat sampai pada dasar mata bor maka pengeboran dapat dimulai lagi.

Dengan demikian sirkulasi lumpur bor akan kembali normal (seimbang),

apabila sirkulasi masih belum normal maka penyumbatan dengan

batchmethod ini dapat diulang hingga berhasil.

- Complete loss of returns

Adakalanya lumpur pengeboran tidak keluar kembali dari lubang bor tetapi lubang bor

tetap penuh. Hal yang dapat diusahakan antara lain dengan memakai highfilterloss

slurry atau soft plug.

VIII - 8


- Lumpur tidak sampai ke permukaan

Keadaan ini sangat berbahaya karena akan terjadi pengurangan tekanan hidrostatis

lumpur pengeboran yang selanjutnya dapat terjadi wellkick. Usaha yang harus segera

dilakukan adalah mengisi lubang annulus dengan air yang jumlahnya harus

diperhitungkan atau lubang bor disumbat terlebih dahulu dengan bahan penyumbat

sebelum pengeboran dilanjutkan.

- Blind drilling

Adakalanya pengeboran menembus formasi dengan tekanan yang sangat rendah

bahkan di bawah tekanan hidrostatis air. Usaha yang dapat dilakukan antara lain

pengeboran dengan lumpur yang sangat ringan misalnya aeratedmud atau mistdrilling

sampai mencapai formasi yang cukup keras untuk kemudian dipasang casing dan

disemen.

Stang Bor Terjepit

Pengertian

Dalam kenyataannya operasi pengeboran tidak selalu berjalan lancar. Seringkali stang

bor terjepit, benda-benda asing terjatuh, atau benda yang tertinggal di dalam lubang bor

(stang bor patah), semua benda ini disebut dengan fish. Hal ini dapat menggangu

kelancaran operasi pengeboran, peralatan-peralatan tersebut harus dikeluarkan dulu dari

lubang bor sebelum operasi pengeboran dapat dilanjutkan. Operasi pembersihan lubang

bor ini sering disebut sebagai pemancingan. Sedangkan peralatan khusus yang dipakai

dalam operasi pemancingan ini disebut sebagai alat pancing. Selanjutnya jenis serta

ukuran dan bentuk benda yang harus dipancing sangat belainan dan ini memerlukan

prosedur serta peralatan yang berbeda pula.

Jenis dan Sebab Jepitan

Ada 3 sebab utama dari terjepitnya rangkaian stang bor, yaitu:

- Caving soughing

Akibat pengeboran menembus formasi yang tidak stabil dan mudah runtuh terutama

shale, gejala yang tampak pada problem ini antara lain:

tekanan pompa naik

serbuk bor / cutting bertambah

VIII - 9


ada sangkutan (drag, bridges)

torsi naik

bit balling

lumpur: viskositas naik, air fitrasi naik, gel strength naik

Sebagai cara pencegahan terhadap masalah ini adalah pemakaian mudpractice serta

drilling partice yang baik. Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mengatasi

masalah ini antara lain sirkulasi yang intensif (turnkan water loss,pelumasan),

kemudian perendaman (spotting ) dengan minyak atau oil soluble surfactant.

- Key seat

Key seat atau lubang kunci ini dapat terjadi pada lubang bor miring. Hal ini terjadi

karena gesekan rangkaian stang bor dengan dinding lubang bor bagian atas dan

membentuk semacam lubang kunci jika lubang bor dilihat dari atas. Biasanya jepitan

terjadi waktu mencabut stang bor. Untuk pencegahannya dapat dilakukan dengan

menghindari belokan tajam (dog leg). Pada sumur miring belokan yang disarankan

maksimum 3/100 ft.

- Defferential pressure sticking

Jepitan jenis ini terjadi apabila:

formasi porous dan permeabel

lumpur terlalu berat sehingga tekanan hidrostatis lumpur melebihi tekanan formasi

lumpur kurang stabil (water loss tinggi, mud cake tebal)

Dalam hal ini tidak tampak adanya gejala sebelum jepitan. Jepitan jenis ini dapat

terjadi pada sumur bor miring maupun sumur bor tegak. Sebagai tindakan

pencegahan antara lain:

mengurangi berat lumpur dan air filtrasi, pelumasan, dapat dipakai oil emulsion

mud, oil invert emulsion mud atau oil base mud

memakai stabilizer dan spiral grooved drill collar pada rangkaian bor

Jenis dan Sebab Jepitan

Ada bermacam-macam jenis fish yang terdapat di dalam lubang bor. Jenis, ukuran, dan

bentuknya dapat bermacam-macam tergantung dari situasi serta penyebab adanya fish

tersebut. Secara umum jenis fish ini dapat dikelompokan sebagai berikut:

Stang bor terjepit

Stang bor lepas / patah

Stang bor terlepas seluruhnya atau sebagian dan terjatuh ke dalam lubang bor

VIII - 10


Pipa selubung (casing) terjepit, pecah, atau lepas

Kabel swab atau kabel loging putus

Peralatan-peralatan kecil atau benda-benda asing lainnya yang jatuh ke dalam

lubang bor

Jenis, ukuran, dan bentuk fish serta situasi dan kondisi lubang bor banyak menentukan

cara pemancingan serta alat yang diperlukan.

Pengenalan Masalah

Sebelum mulai operasi pembersihan lubang bor dari fish yang tertinggal maka harus

menentukan dulu perincian serta cirri-ciri dari fish tersebut, dimana fish berada, dan

sebab-sebab mengapa fish berada di situ.

Sebagai contoh pada stang bor terjepit. Sebelum atau dalam proses pembebasannya

perlu diketahui ukuran stang bor, ukuran lubang bor, tempat jepitan, sebab stang bor

terjepit, dan seterusnya. Contoh lainnya pada stang bor yang patah dan tertinggal di

dalam lubang bor. Maka perlu diketahui ukuran stang bor dan ukuran lubang bor, berapa

stang bor yang tertinggal, dimana, bagaimana bentuk patahan, apakah lubang bor miring,

dan lain sebagainya. Dengan dasar pengetahuan tersebut dapat ditentukan langkah atau

cara pemancingan serta peralatan yang diperlukan.

Jenis-Jenis Operasi dalam Pemancingan

- Sirkulasi

Sirkulasi merupakan cara yang sering diterapkan untuk membebaskan stang bor yang

terjepit, yaitu dengan cara :

Sirkulasi intensif dan diberi pelumas pada lumpur bor, bila stang terjepit karena

endapan atau longsoran pasir, shale, atau clay

bila jepitan karena perbedaan tekanan (differential pressure sticking) berat lumpur

dapat dikurangi.

- Perendaman

Bila pipa terjepit maka perlu dicari tempat jepitan, biasanya jepitan terjadi karena

endapan atau longsoran pasir, shale, atau clay. Bila demikian dapat dipompakan

cairan perendaman pada lokasi tempat jepitan. Sambil direndam, pipa dicoba

VIII - 11


digerakan naik turun atau diputar. Waktu perendaman dapat singkat atau sampai

beberapa jam. Sebagai cairan perendam dapat dipakai minyak, oil base mud, invert oil

emulsion mud, asam klorida (HCl), atau yang popular saat ini adalah oil soluble

surfactant (misalnya pipe lax) yang dilarutkan dalam diesel oil, dengan jumlah rata-

rata satu galon surfactant untuk tiap barrel minyak. Dalam hal ini perlu diperhatikan

agar cairan perendam benar-benar berada di daerah jepitan.

- Pengeboran kurung (wash over)

Bila stang bor yang tertinggal di dalam lubang bor karena patah atau dipotong dalam

keadaan terjepit, maka jepitan harus dibersihkan dulu sebelum pipa dapat diangkat.

Pembersihan sekeliling pipa ini dapat dilakukan dengan pengeboran sekelilingnya.

- Sidetrack dan Abandon

Adakalanya stang bor yang terjepit tidak dapat dibebaskan. Terpaksa lubang bor

disumbat dengan semen (plug back) dan kemudian pengeboran dilanjutkan ke

samping (sidetrack). Kemungkinan lain adalah sumur disumbat/ditutup lalu

ditinggalkan.

Alat Pancing

Alat pancing secara keseluruan dapat dikelompokkan dalam alat pancing itu sendiri dan

alat-alat pembantu untuk melaksanakan operasi pemancingan, termasuk juga alat

keselamatan agar rangkaian stang bor pemancignan itu sendiri tidak terjepit.

- Alat pancing pipa:

dari luar:

- die collar

- overshot

dari dalam:

- taper tap

- pipe spear

- Alat pancing benda-benda kecil :

junk basket

fishing magnet

- Alat pancing kabel:

VIII - 12


cable spear

- Alat pemukul:

bumper sub

jar: mechanical rotary jar, hydraulic jar, surface jar.

- Alat pemotong pipa: internal cutter dan external cutter

- Alat penyelamat: safety joint

- Lain-lain: milling shoe dan casing roller

Rangkaian Alat Pancing

Untuk pemancingan benda–benda dimana ada kemungkinan tidak dapat terlepas

terutama untuk stang bor, maka disarankan agar dalam rangkaian alat pancing tersebut

dipasang :

- Safety joint, sebagai pengaman di atas alat pancing

- Jar/bumper sub, untuk memukul dan membantu melapaskan jepitan

- Drill collar, sebagai pemberat

- Jar accelerator, diperlukan bila jepitan tidak dalam

Semburan Liar (Blow Out)

Untuk menjelaskan arti semburan liar/blow out terlebih dahulu akan diperkenalkan istilah

kick yaitu masuknya fluida formasi (air, gas, atau minyak ) ke dalam lubang sumur. Hal ini

dikarenakan lumpur pengeboran tidak dapat mengontrol tekanan formasi yang

disebabkan karena turunnya tekanan hidrostatis lumpur pengeboran dan naiknya tekanan

formasi. Lumpur pengeboran memberikan tekanan hidrostatik kepada formasi yang akan

semakin besar sejalan dengan pertambahan kedalaman. Bila tekanan hidrostatis lebih

kecil dari tekanan formasi terjadilah kick. Fluida formasi yang sudah masuk ke dalam

lubang sumur ini mempunyai tekanan yang besar sehingga fluida ini mengalir ke

permukaan. Kalau tidak dapat dikontrol dengan cepat maka akan terjadi semburan fluida

formasi tersebut ke permukaan, hal inilah yang disebut dengan blow out. Bila yang

menyembur adalah minyak dan atau gas maka akan sangat berbahaya sekali terutama

jika terdapat sepercik api yang akan menyebabkan kebakaran. Apabila blow out berupa

air maka masih dapat diusahakan untuk menutup peralatan-peralatan pencegah

semburan liar.

VIII - 13


Faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis lumpur adalah berat jenis lumpur dan

ketinggian kolom lumpur. Apabila terdapat salah satu atau keduanya yang rendah maka

akan menyebabkan turunya tekanan hidrostatis lumpur.

- Berat jenis lumpur turun

Bercampurnya fluida formasi dengan lumpur bor akan menyebabkan berat jenis

lumpur turun, hal ini dapat ditinjau dari beberapa sebab, yaitu:

Swab effect

Terjadi apabila pencabutan rangkaian stang bor terlalu cepat maka antara

rangkaian stang bor dan dinding lubang bor akan mirip seperti halnya piston dan

silinder. Ruang di bawah bit yang ditinggalkan oleh rangkaian pengeboran menjadi

vakum dan fluida formasi akan tersedot (terhisap ke dalam lubang bor). Ditambah

lagi dengan viskositas lumpur yang besar (lumpur kental) maka gerakan lumpur

yang ada di atas bit terlambat mengisi ruangan di bawah bit. Akibatnya akan

masuk fluida formasi ke dalam lubang dan bercampur dengan lumpur bor dan

akan menyebabkan berat jenis lumpur turun. Hal ini dapat menurunkan tekanan

hidrostatis dari lumpur bor.

Menembus formasi gas

Saat menembus formasi gas maka cutting yang dihasilkan akan mengandung gas.

Walaupun mulanya tekanan hidrostatis lumpur dapat membendung gas supaya

tidak dapat masuk ke dalam lubang, tetapi gas dapat masuk ke dalam lubang

bersama cutting. Gas keluar dari cutting masuk ke dalam lumpur, makin lama gas

makin banyak sehingga akan menurunkan berat jenis dari lumpur bor. Apabila hal

ini terjadi maka tekanan hidrostatis lumpur tidak dapat lagi membendung

masuknya gas ke dalam sumur secara lebih besar.

- Tinggi kolom lumpur turun

Bila formasi pecah atau ada celah dan rekahan-rekahan pada lapisan di dalam lubang

bor maka lumpur bor akan masuk ke dalam lapisan yang pecah atau bercelah

tersebut sehingga tinggi kolom lumpur akan turun. Maksudnya di sini adalah tinggi

kolom lumpur di annulus. Walaupun berat jenis lumpur tidak turun, tekanan hidrostatis

dari lumpur akan turun dengan turunnya tinggi kolom lumpur.

VIII - 14


8.2 KENDALA-KENDALA NON-TEKNIS

Banyak kendala non-teknis yang sering dijumpai saat proses pengeboran di lapangan.

Keberadaan kendala ini biasanya sangat mempengaruhi kemajuan proses pengeboran.

Beberapa kendala tersebut diantaranya adalah:

- Lokasi base camp (tempat tinggal sementara bagi kru bor)

Pada daerah tertentu kondisi keberadan base camp ini harus benar-benar aman.

Gangguan dapat berasal dari manusia lain di sekitar lokasi dan juga karena adanya

gangguan dari binatang–binatang buas. Adanya kendala ini akan sangat

mempengaruhi kondisi psikologis dan ketenangan bagi kru bor yang akhirnya akan

mempengaruhi prestasi atau kecepatan pekerjaan pengeboran.

- Letak titik pengeboran harus terletak pada lokasi/daerah yang bebas dari masalah

kepemilikan seperti tanah daerah sengketa, daerah–daerah yang dilindungi (cagar

alam/budaya), dll. Kendala ini keberadaanya akan sangat mempengaruhi proses

pekerjaan pengeboran terutama apabila pekerjaan pengeboran sudah berjalan.

- Proses kegiatan pengeboran harus diusahakan tidak mengganggu kondisi lingkungan

setempat terutama jika terletak di daerah pemukiman. Sehingga jam-jam kerja harus

diatur agar keberadaannya seperti kerja lembur.

- Kondisi kesehatan kru bor. Hal ini harus selalu diantisipasi agar mereka dapat bekerja

secara kontinyu dan tidak terhenti karena adanya gangguan kesehatan dari salah satu

kru bor. Hal ini akan sangat mempengaruhi efisiensi kerja pengeboran.

VIII - 15

BAB IX

WELL LOGGING

Proses well logging penting sekali untuk mengumpulkan sebanyak mungkin informasi

secara berkesinambungan pada sumur-sumur eksplorasi agar diperoleh informasi yang

lebih baik dari susunan geologi yang kemudian dapat dikorelasikan dengan sumur-sumur

lainnya.

Well logging memberikan data yang diperlukan untuk evaluasi secara kuantitas dari

lapisan pada situasi dan kondisi yang sesungguhnya. Kurva log memberikan informasi

yang cukup tentang sifat-sifat batuan dan cairan. Dari sudut pandang pengambil

keputusan, logging adalah suatu bagian yang penting dari proses pengeboran dan

penyelesaian sumur. Sehingga adalah mutlak untuk mendapat data log yang akurat dan

lengkap.

Log adalah suatu grafik kedalaman (kadang-kadang waktu) dari satu set kurva yang

menunjukkan parameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam sebuah sumur.

Pada dasarnya log dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) macam log, yaitu log lapangan (field

print), dimana log ini dihasilkan dari log lapangan yang orisinil dan belum diubah sama

sekali. Log Transmisi (field transmitted log) untuk menunjukkan bahwa mereka bukan

turunan dari log lapangan melainkan log yang telah dikirimkan dari lokasi melalui jasa

satelit atau telepon. Sedangkan log yang sudah diproses adalah log yang disunting atau

diproses pada CPU dimana proses penyuntingan tidak harus dikerjakan di lapangan.

Ada beberapa metoda logging yang dapat dilakukan di dalam pelaksanaan pengukuran di

dalam sumur, diantaranya adalah metoda temperatur, metoda magnet dan elektrik,

metoda radiasi nuklir, metoda akustik, dan metoda gravimetri. Tentunya metoda-metoda

ini dilakukan dalam pengukuran sesuai dengan tujuan-tujuan eksplorasi yang diinginkan.

Sedangkan penerapan pengukuran logging dapat digunakan dalam penentuan litologi

bantuan seperti lempung, lanau, pasir, batubara, dan beberapa litologi lainnya. Demikian

juga dapat dimanfaatkan dalam penentuan porositas batuan, saturasi, permeabilitas,

rekahan batuan, kemiringan batuan, dan sebagainya. Atau lebih spesifik lagi bahwa

pengukuran logging dapat digunakan untuk tujuan eksplorasi minyak dan gas, eksplorasi

Bab IX, Well Logging

mineral radioaktif, eksplorasi batubara, eksplorasi mineral, eksplorasi panas bumi,

ekplorasi potensi air tanah, geoteknik, dan beberapa keperluan penelitian ilmu-ilmu dasar.

Beberapa contoh pengukuran geofisika lubar bor (well logging) diantaranya meliputi

Spontaneos Potential (SP), Resistivity (Log Tahanan Jenis), Log Sinar Gamma, Log

Gamma-Gamma (Density Log), dan Caliper Log.

8.1. SPONTANEOUS POTENSIAL (SP)

Log SP bisa digunakan untuk menentukan lapisan permeabel serta batas-batasnya,

menentukan tahanan jenis air formasi (Rw), dan dapat memberikan indikasi kuantitatif

dari lapisan serpih. SP merupakan beda potensial yang terjadi secara alamiah antara

elektroda yang bergerak dalam lubang bor dengan elektroda yang terdapat pada

permukaan. Arus listrik timbul karena adanya proses elektro kimia dan elektro kinetik.

Proses elektro kimia terjadi karena adanya tegangan lempung dan tegangan difusi.

Tegangan akibat elektro kinetik umumnya kecil sehingga dapat diabaikan. Nilai potensial

dari jenis log ini dinyatakan dalam mili-Volt.

8.2. LOG TAHANAN JENIS

Prinsip dasar metoda log tahanan jenis adalah pengukuran harga tahanan jenis lapisan

batuan dengan menggunakan elektroda arus dan elektroda potensial yang sama-sama

dimasukkan ke dalam lubang bor. Arus yang dipancarkan oleh elektroda arus harus

konstan sehingga seandainya formasi batuan terdiri dari batuan yang mempunyai

tahanan jenis sama, maka elektroda potensial akan merekam beda potensial yang

konstan. Metoda ini harus dilakukan sebelum dilakukan pemasangan pipa dan saringan.

Log tahanan jenis terbagi atas log tahahan jenis short normal (SN) dan long normal (LN).

Short normal mempunyai spasi (jarak antara elektroda arus dan potensial dalam probe)

adalah 16 inch dan long normal mempunyai spasi 64 inch. SN diharapkan dapat

mendeteksi lapisan batuan pada zone terinfiltrasi lumpur (invaded zone) sampai zone

transisi. Sedangkan LN pada zone tak terinfiltrasi lumpur (uninvaded zone).

8.3. LOG SINAR GAMMA

Prinsip dari log sinar gamma adalah perekaman radioaktivitas alami bumi dimana sumber

radioaktivitas berasal dari tiga unsur yang ada dalam batuan yaitu Uranium (U), Thorium

IX - 2


(Th), dan Potasium (K) yang secara terus menerus memancarkan sinar gamma dalam

bentuk pulsa-pulsa energi radiasi tinggi. Sinar gamma ini mampu menembus lapisan

batuan dan dideteksi oleh sensor sinar gamma yang umumnya berupa detektor sintilasi.

Setiap sinar gamma yang terdeteksi akan menimbulkan pulsa listrik pada detektor.

Parameter yang direkam adalah jumlah dari pulsa yang tercatat per satuan waktu.

Beberapa kegunaan log sinar gamma ini diantaranya adalah:

Evaluasi kadar serpih

Menentukan lapisan permeabel

Evaluasi bijih mineral yang radioaktif

Evaluasi lapisan mineral batuan yang bukan radioaktif

8.4. LOG GAMMA-GAMMA (DENSITY LOG)

Dengan menggunakan prinsip teori fisika kuantum, apabila sinar gamma dengan tenaga

tinggi ditembakkan ke formasi/lapisan batuan maka akan ada 3 macam interaksi yang

mungkin terjadi yaitu gejala foto listrik, hamburan Compton, dan produksi kembar.

Alat yang digunakan dalam jenis log ini adalah Litho-Density Tool (LDT). Alat ini

dirancang untuk memberikan tanggapan terhadap gejala foto listrik dan hamburan

Compton. Dengan memilih materi radioaktif alami yang memproduksi sinar gamma

dengan tingkat tenaga antara 75 MeV dan 2 MeV maka hanya interaksi hamburan

Compton yang efektif.

Foton sinar gamma bertumbukan dengan elektron dari atom di dalam batuan sehingga

foton akan kehilangan tenaga energi akibat proses tumbukkan dan dihamburkan ke arah

yang tidak sama dengan arah awal. Tenaga foton yang hilang sebetulnya diserap oleh

elektron sehingga dapat melepaskan diri dari ikatan atom menjadi elektron bebas. Foton

yang dihamburkan ini masih mampu menendang keluar elektron-elektron selama proses

tumbukkan sampai akhirnya foton yang sudah melemah tersebut terserap secara

keseluruhan sebagai akibat dari gejala fotolistrik. Jumlah elektron yang ditendang keluar

oleh foton merupakan fungsi dari tenaga foton dan jenis mineral.

Densitas yang terukur oleh alat LTD sebagai akibat dari hamburan Compton sebetulnya

adalah densitas elektron (jumlah dari elektron per satuan volum). Akan tetapi dapat dicari

hubungan antara densitas elektron dan densitas formasi dengan cukup mudah

IX - 3


Pengukuran densitas merupakan salah satu metode yang paling sering dilakukan dalam

eksplorasi batubara. Pengukuran densitas dapat dilaksanakan pada lubang yang kering

atau yang terdapat fluidanya baik dalam lubang yang terbuka atau pun yang telah ada

casing-nya.

8.5. LOG KALIPER (CALIPER LOG)

Log kaliper diperlukan untuk mendeteksi terdapatnya gejala keruntuhan dinding lubang

bor (caving). Cairan di dalam dinding caving mempunyai harga densitas yang lebih

rendah sehingga penyajian log kaliper biasanya disejajarkan bersama dengan log

densitas.

IX - 4

BAB X

ORGANISASI PENGEBORAN

10.1 SUMBERDAYA MANUSIA

Sumberdaya manusia adalah sangat penting sebagai syarat mutlak kelangsungan operasi

pengeboran. Sumberdaya manusia terdiri dari pimpinan puncak yang menjalankan

manajemen proyek pengeboran sampai kepada operator atau buruh bor yang melakukan

pengeboran langsung di lapangan. Keberhasilan dari proyek pengeboran tergantung dari

strategi dan manajemen yang diterapkan oleh pimpinan, dan disamping itu juga sangat

dipengaruhi oleh kekompakan dan loyalitas dari semua unsur organisasi.

Bentuk organisasi dalam suatu kegiatan pengeboran umumnya terdiri dari:

- Pimpinan Puncak Teknik Pengeboran (Chief Drilling Engineer)

- Teknisi Mesin

- Inspektur Teknik Pengeboran

- Kepala Teknik Pengeboran

- Juru Bor

- Staf Pelaksana

- Administrasi

- Keuangan

Pimpinan Puncak Teknik Pengeboran

(Chief Drilling Engineer)

Teknisi Mesin Inspektur Teknik Pengeboran Administrasi Keuangan

Kepala Teknik Pengeboran

Juru Bor dan Staf pelaksana

Gambar 10.1. Struktur organisasi pengeboran.

Bab X, Organisasi Pengeboran

Setiap personal yang menduduki jabatan yang tertera dalam struktur organisasi di atas

mempunyai tugas-tugas utama sebagai berikut :

Tugas Utama Pimpinan Teknik Pengeboran

a. Teknis

- Perencanaan, penyiapan, perkiraan jadwal waktu kerja untuk setiap operasi

pengeboran dan pelaksanaannya

- Perencanaan kebutuhan peralatan dan pelaksanannya untuk masing-masing

kegiatan

- Pengkoordinasian kerja inspektur/kepala teknik pengeboran dan pengawasan

serta petunjuk kepada petugas lain berkaitan dengan aspek teknik tugas

masing-masing

- Pendataan dan pengecekan berbagai jenis peralatan untuk menjamin hasil

yang maksimum dengan harga yang minimum

- Pemeriksaan sungguh-sungguh terhadap kemajuan masing-masing

pengeboran dan memberikan laporan bulanan dan tiga bulanan kepada atasan

terdekatnya

- Pengaturan tatacara pelaksanaan untuk menjamin efesiensi dan pemeliharaan

berkala, dan perbaikan (overhaul) pemesinan, dan melakukan pengecekan

teratur terhadap buku log dan catatan letak mesin lapangan

- Perumusan program penelitian pengembangan industri bor dan

implementasinya guna memecahkan berbagai persoalan pengeboran

- Pelaksanaan program pelatihan bagi tenaga pelaksana pengeboran dalam

rangka konsolidasi dan penegaran kembali pengetahuan pengeboran mereka.

b. Administrasi

- Melakukan pengecekan pengeluaran bulanan dan total pengeluaran untuk

setiap operasi yang diperbandingkan dengan perkiraan biaya masing-masing

operasi tersebut secara berkaitan agar pengeluaran biaya pengeboran dapat

dipertahankan pada tingkat yang paling rendah

- Persiapan dan usaha pemenuhan kebutuhan kantor, peralatan dan suku

cadang operasi pengeboran dan menjaganya agar selalu tersedia sesuai

kebutuhan

- Pengukuran tepat waktu dan sesuai keperluan dalam pengeboran

X-2


- Pemeriksaan secara hati-hati setiap penerimaan yang berasal dan berkaitan

dengan lapangan pegawai/karyawan

- Menjamin penyimpanan dan keamanan peralatan yang memadai

- Penyusunan secara cermat laporan akhir kebutuhan kantor/peralatan yang

tidak dapat diperbaiki atau dikembalikan dari (pekerjaan) lubang bor.

Tugas Inspektur Kepala Teknik Pengeboran

- Membantu Pimpinan Utama pada seluruh aspek seperti poin-poin di atas.

Inspektur teknik pengeboran harus menjamin bahwa tuntutan pemeliharaan

permesinan di daerah kerjanya sudah dilakukan tepat waktu

- Pelaksanaan mobolisasi pegawai dan peralatan dari kantor pusat ke lapangan dari

satu lapangan ke lapangan yang lainnya

- Menjamin pelaksanaan yang ditetapkan untuk karyawan lapangan telah tepat

sehingga diperoleh penggunaan peralatan yang optimal dan biaya yang minimal

- Pengujian dan pemeriksaan peralatan baru yang berkaitan dengan pekerjaan

teknis

- Kemajuan dalam pemotongan-pemotongan berkaitan dengan operasi yang

tertunda dan hambatan dari satuan penempatan bor diberbagai lapangan. Hal

mana harus dipindahkan jika diperlukan setelah konsultasi dengan pimpinan

utama pengeboran

- Kejadian-kejadian perlengkapan yang memerlukan kesiapan seluruh alat

perbaikannya, meliputi alat perbaikan segera/dadakan (left hand recovery rod).

Situasi mana memerlukan improvisasi alat perbaikan untuk mengembalikan setiap

kerusakan alat/lubang bor, sehingga menuntut kejeniusan dan keahlian matang

dari personalia/penanggungjawabnya.

Staf Lapangan

a. Operasi Bor

- Operator bor akan membantu dalam mengoperasikan mesin bor, mesin

pompa, dan perlengkapannya,

- Memeriksa secara langsung setiap unit/fungsi dari mesin-mesin maupun

perlengkapannya sebelum dan sesudah shift berakhir untuk meyakinkan

bahwa seluruhnya dalam keadaan baik. Mengecek baterai, air radiator,

pelumasan, mesin-mesin dan lain sebagainya.

X-3


- Mencatat penggunaan setiap bahan bakar dan oli untuk setiap shiftnya,

- Membantu/memandu tukang-tukang bor dalam pergantian shift sehingga

proses pergantian pekerja dapat berjalan dengan baik

- Membantu dalam melaksanakan perawatan dan perbaikan stang bor, tabung

bor setiap minggunya di dalam camp

- Memperbaruhi catatan-catatan program kemajuan dari hasil pekerjaan yang

telah dicapai

- Bertanggungjawab terhadap kewajiban lain yang ditugaskn asisten bor

ataupun ahli bor

b. Buruh Bor

- Kewajiban utama dari buruh bor adalah untuk membantu operator bor dalam

memeriksa perlengkapan dari mesin-mesin, misalnya, air, radiator, minyak

pelumas, maupun pompa mesin berikut roda gigi pada setiap mulai pekerjaan

- Membantu operator bor dalam mencatat selama proses pengeboran

berlangsung dalam buku log bor

- Berperan dalam hal operasional menaikkan dan menurunkan sambungan

stang bor, misalnya penarikan tali/rantai yang berhubungan dengan

kemacetan ala-alat bantu

- Mengatur penempatan pipa-pipa dan bertanggungjawab terhadap

pengoperasian mesin pompa, generator, dll

- Membantu mengerjakan proses pemindahan peralatan dari satu tempat ke

tempat lain

- Menggali tanah/batuan untuk membuat sumur/bak air, memuat dan

membongkar perlatan dari kendaraan, dll

- Membuat campuran beton untuk pondasi, lumpur dari campuran bentonit,

membersihkan bak air setelah selesai dipergunakan dan membawa bahan

bakar, bahan pelumas (oli) dll.

10.2 PEMBIAYAAN PENGEBORAN

10.2.1 Faktor-Faktor Pembiayaan

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi jumlah biaya dalam pekerjaan pengeboran di

antaranya adalah:

- Personil

X-4


- Metode pengeboran yang dipakai

- Peralatan yang dipakai

- Lokasi dan kondisi daerah

Faktor-faktor yang berkaitan dengan personil meliputi:

- Kemampuan teknis

- Kemampuan fisik

- Kemampuan manajemen

- Kemampua bersosialisasi

Faktor-faktor yang berkaitan dengan metode dan peralatan yang dipakai akan sangat

mempengaruhi jumlah biaya yang dianggarkan. Faktor-faktor tersebut dipengaruhi antara

lain oleh:

- Kondisi geologi

- Besar lubang yang direncanakan

- Kedalaman pengeboran

- Keahlian kru bor dalam pengoperasian alat

Kondisi lokasi pekerjaan pengeboran mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap

jumlah biaya yang dibutuhkan, di antaranya adalah:

- Keadaan topografi daerah pengeboran (ketersediaan jalan transportasi, dll)

- Kondisi medan (jenis transportasi yang ada)

- Sarana pendukung yang ada di sekitar lokasi

Faktor-faktor yang mempengaruhi biaya pengeboran tersebut di atas dapat dibedakan

menjadi dua yaitu faktor biaya yang dapat diubah (variable factor) dan faktor yang tidak

dapat diubah (fixed factor).

Faktor yang dapat diubah meliputi:

- Kemampuan mesin

- Kemampuan personil

- Sifat lumpur bor

- Jenis mata bor

- Dll

X-5


Adapun faktor yang tidak bisa diubah meliputi kondisi geologi daerah setempat yaitu

kekerasan batuan, tipe dan tekanan pori dari formasi.

10.2.2 Kontrol Pembiayaan Pengeboran

Untuk mencegah agar biaya pengeboran tidak melebihi target yang direncanakan maka

perlu adanya beberapa perencanaan, pengawasan, dan analisa sebelum pekerjaan

dimulai atau saat pengeboran dilakukan. Beberapa pengontrolan yang dapat dilakukan di

antaranya adalah:

Perencanaan yang baik terdiri atas:

- Analisa sasaran pengeboran dan merumuskan hal-hal yang harus dikerjakan

untuk mencapai sasaran

- Memutuskan siapa yang akan dipilih untuk mengerjakan tugas dan

menginstruksikan bagaimana dan kapan tugas itu mesti dikerjakan

- Menyusun standar kerja dan memotivasi kru bor untuk melakukan tugas dengan

baik

- Pembuatan daftar cek semua pekerjaan yang akan dilakukan

Pengawasan yang cermat terutama pada saat pekerjaan pengeboran berlangsung

Analisis yang seksama terhadap seluruh kegiatan pengeboran, baik evaluasi pada

saat pengeboran di lapangan tengah berlangsung maupun setelah kegiatan

pengeboran di lapangan selesai.

Beberapa contoh variabel yang perlu diperhatikan dan perlu diperhitungkan dalam

rencana anggaran biaya dalam pekerjaan pengeboran secara ringkas dapat dilihat pada

bagian Lampiran.

X-6

DAFTAR PUSTAKA

Cumming J.D. Diamond Drill Handbook. The Hunter Rose Company, Canada.1980.

Australian Drilling Industry Training Committee Ltd. Drilling, The Manual ofMethods Applications and Management. Lewis Publisher, New York. 1996.

Preston L. Moore. Drilling Practices Manual. The Petroleum Publishing Co.,Tulsa – Oklahoma. 1974.

Brosur Long Year.

Koken Boring Machine Co.

Acker Drill Co. Inc. Seranton.

Toho Drilling Machine and Grouting Pump.

Tone Corporation.

Bradley W.M. Manufacture.

CONTOH RENCANA ANGGARAN BIAYAPENGEBORAN CORING

No Uraian Satuan Volume Harga(Rp)

Jumlah(Rp)

1 Mobilisasi- Peralatan- Tenaga kerja

3m (Ton)

orang2 Moving antar titik

- Personil- Peralatan

orang3

m (Ton)3 Persiapan dan setting peralatan Ls4 Pengeboran dan core box

a. Upah tenaga kerja- Operator bor (1 orang)- Kru bor (3 orang)

b. Akomodasic. Solard. Bensine. Olif. Core box @ 5 meterg. Impregnated bit seri 10h. Bentonit lokali. Depresiasi double core barrelj. Depresiasi mesin bor & peralatan

m

org-hr

org-hrhr

literliterliter

buahbuah

kgbuahbuah

5 Demobilisasi- Personil- Peralatan

org3

m (Ton)Total :Rp/m :

CONTOH RENCANA ANGGARAN BIAYAPENGEBORAN SUMUR AIR TANAH

No Uraian Satuan Volume Harga(Rp)

Jumlah(Rp)

I1

2

3

TransportasiMobilisasi, demobilisasi, & perpindahanantar lokasi titik bor.MaterialPersonala. Udarab. Darat

Ls

Ls

org

org

2 x 0,5

2 x 0,8Jumlah I

II1

2

3

4

Persiapan dan PengeboranPersiapan lapangana. Pemasangan balok landasanb. Pengesetan mesin dan lokasiPengeboran pilot hole dia 6” – 8”a. 0 – 50b. 50 – 100c. 100 – 150d. 150 – 200Logginga. Resistivityb. SPReaming dia 10” – 12”a. 0 – 50b. 50 – 100c. 100 – 150d. 150 – 200

lokasi

lokasi

m

mmm

m

m

m

mmm

1x1

1x1

1 x 50

1 x 501 x 501 x 50

1 x 200

1 x 200

1 x 50

1 x 501 x 501 x 50

Jumlah IIIII

1

2

Konstruksi dan developmentPengadaan dan pemasangan materiala. Pipa dia 6”b. Pipa dia 4”c. Pipa piezometer dia 1”d. Screen dia 4”e. Reducer dia 4” – 6”f. Centraliserg. Plenes + tutup 6”h. Graveli. Grouting cementPembersihan sumura. Pengocokan mekanisb. Water jettingc. Overpumping

m

mmm

buahbuahbuahm3

lubang

jam

jamjam

1 x 60

1 x 1161 x 481 x 241x11x31x11x61x1

1 x 12

1 x 121 x 12

Jumlah IIIIV Uji pemompaan

a. SDDTb. Recovery testc. Long term testd. Recovery teste. Analisis air

jam

jamjamjam

sampel

1x8

1 x 121 x 481 x 121x2

Jumlah IV

V Laporana. Laporan pendahuluanb. Laporan bulananc. Laporan kemajuand. Laporan akhire. Laporan executive summaryf. Laporan pedoman O & P

exp

expexpexpexpexp

0,07 x 60,47 x 6

1x60,07 x 100,07 x 100,07 x 10

Jumlah IVTotal Biaya ( I + II + III + IV + V )

diktat pengeboran

Documents