TUGASTEKNIK PEMBORAN

TEKNIK PEMBORAN MINYAK DAN GAS BUMI

Disusun oleh :Fadinila Wahyu NurainiL2L 107 002

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGIFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANGJULI 2011

TEKNIK PEMBORAN MINYAK DAN GAS BUMI

UmumStasiun Pengeboran (Rig Penegeboran)Rig pengeboranadalah suatu bangunan dengan rangkaian peralatan untuk melakukan pengeboran ke dalam reservoir bawah tanah untuk memperolehair,minyak, ataugas bumi, atau depositmineralbawah tanah. Rig pengeboran bisa berada di atas tanah (on shore) atau di atas laut/lepas pantai (off shore) tergantung kebutuhan pemakaianya. Walaupun rig lepas pantai dapat melakukan pengeboran hingga ke dasar laut untuk mencari mineral-mineral, teknologi dan keekonomian tambang bawah laut belum dapat dilakukan secara komersial. Oleh karena itu, istilah "rig" mengacu pada kumpulan peralatan yang digunakan untuk melakukan pengeboran pada permukaankerak Bumi untuk mengambil contoh minyak, air, atau mineral.Rig pengeboran minyak dan gas bumi dapat digunakan tidak hanya untuk mengidentifikasi sifat geologis dari reservoir tetapi juga untuk membuat lubang yang memungkinkan pengambilan kandungan minyak atau gas bumi dari reservoir tersebut.

Gambar 1. Penampang Umum RigRig pengeboran dapat berukuran: Kecil dan mudah dipindahkan, seperti yang digunakan dalam pengeboran eksplorasi mineral Besar, mampu melakukan pengeboran hingga ribuan meter ke dalam kerakBumi. Pompalumpuryang besar digunakan untuk melakukan sirkulasilumpur pengeboranmelaluimata bordancasing(selubung), untuk mendinginkan sekaligus mengambil "bagian tanah yang terpotong" selama sumur dibor.Katroldi rig dapat mengangkat ratusan tonpipa. Peralatan lain dapat mendorongasamataupasirke dalam reservoir untuk mengambil contoh minyak dan mineral; akomodasi untuk kru yang bisa berjumlah ratusan. Rig lepas pantai dapat beroperasi ratusan hingga ribuan kilometer dari pinggirpantai.

Gambar 2. Rig dan komponennya

Berikut ini bagian bagian peralatan Rig yang digunakan untuk mengebor di daratan : Hoist attachment (1), Derrick (2), Traveling block (3), Hook (4), Injection head (5), Mud injection column (6), Turntable driving the drilling pipes (6), Winches (7), Motors (8), Mud pump (9), Mud pit (10), Drilling pipe (11), Cement retaining the casing (12), Casing (13), Drill string (14), Drilling tool (15).Rig digunakan untuk mengebor dengan kedalaman 100 sampai 4000 meter tapi ada juga yang sampai 6000 meter. Rig dilengkapi mata bor dengan diameter 20 sampai 50 sentimeter. Mata bor ini yang berputar menembus perut bumi.

1. ProsesPengeboranBagaimana pemboran sumur di lakukan?Jika cadangan minyak bumi positif pada suatu lokasi maka proses pengeboran mulai di lakukan.

Gambar 3. Turntable

Pemboran sumur dilakukan dengan mengkombinasikan putaran dan tekanan pada mata bor. Pada pemboran konvensional, seluruh pipa bor di putar dari atas permukaan dengan alat yang di sebut turntable. Turntable ini diputar oleh mesin diesel, baik secara elektrik ataupun tranmisi mekanikal.Dengan putaran, roda gerigi di mata bor akan menggali bebatuan.daya dorong mata bor diperoleh dari berat pipa bor. Semakin dalam sumur di bor, semakin banyak pipa bor yang dipakai dan disambung satu persatu.Selama pemboran lumpur dipompakan dari pompa lumpur masuk melalui dalam pipa bor bawah menuju mata bor. Nosel di mata bor akan menginjeksikan lumpur tadi keluar dengan kecepatan tinggi sehingga akan membantu menggali bebatuan. Kemudian lumpur naik kembali kepermukaan lewat annulus, yaitu celah antara lubang sumur dan polah bor,membawa cutting hasil pemboran.

Tahap Operasi a. Rutin (1). Membuat surface hole(2). Membuat intermediate hole(3). Membuat production holeb. Khusus Dilakukan untuk tujuan tertentu disesuaikan dengan keadaan/kondisi lubang bor dan peralatannya selama pemboran. Beberapa operasi yang biasanya dilakukan adalah sebagai berikut : stuck, loss circulation, fishing job, coring, uji kandungan lapisan (DST/RFT).

(1). Membuat surface holeSurface hole adalah lubang yang dibuat pada tahap awal pemboran dengan kedalaman relatif dangkal untuk nantinya dipasang surface casing dan disemen. Lubang ini biasanya berdiameter 13 - 22" dengan kedalaman 100'-1000'. Urutan pekerjaan pembuatan surface hole adalah; Dipastikan dulu bahwa air tersedia dengan cukup, hubungan komunikasi baik (telephon, radio & faksimil), bahan-bahan lumpur cukup, bottom hole assembly dan pipa bor cukup di lokasi. Spud in dan dilakukan pemboran sampai kedalaman tertentu (sesuai dengan drilling program) Jika perlu lakukan wiper trip Sirkulasi minimum 2 x bottom up Drop alat survey Cabut rangkaian bor dan standarkan pada derrick board Pasang surface casing Pasang cementing head dan lakukan sirkulasi Lakukan penyemenan surface casing sampai permukaan Tunggu sampai semen mengeras

(2). Membuat intermediate holeLubang ini merupakan lubang yang dibuat pada tahap kedua dan pada lubang ini dipasang intermediate casing dan setelah disemen akan berfungsi sebagai isolasi formasi berbahaya seperti tekanan tinggi, lost circulation dll. Urutan pembuatan lubang bor ini adalah ; Cementing head dilepaskan Section A well head (casing head) dipasang BOP dipasang Bit dimasukkan sampai TOC (top of cement) di dalam casing. Bit yang digunakan disesuaikan dengan diameter yang dibutuhkan (sesuai program). Dilakukan DOC (drill out cement) sampai masuk ke formasi baru sekitar 10'-15' Dilakukan Formation Integrity Test Pemboran dilakukan sampai kedalaman yang ditentukan dalam program dan setiap penambahan kedalaman 500' dilakukan survey kelurusan lubang bor. Bottom hole circulation Rangkaian bor dicabut dan distandarkan pada derrick board Proses logging Setelah logging selesai kembali masukkan drill pipe dan dilakukan bottom hole circulation Tripping out kembali drill pipe Pasang casing Pasang landing joint dan cementing head serta sirkulasi Dilakukan penyemenan Tunggu sampai semen mengeras

(3). Membuat production holeLubang ini (setelah di-casing dan disemen) berfungsi untuk tempat akumulasi fluida formasi sebelum diproduksi ke permukaan. Ukuran lubang ini berdiameter 8 1/2 " - 12 1/4 ". Urut-urutan pekerjaannya sama dengan pembuatan intermediate hole tapi dengan interval yang lebih dalam. Urutan pembuatan lubang ini adalah; Cementing head dan landing joint dilepaskan BOP dibuka Section B well head dipasang diatas section A Pasang kembali BOP Bit dimasukkan sampai TOC (top of cement) di dalam casing. Bit yang digunakan disesuaikan dengan diameter yang dibutuhkan (sesuai program). Dilakukan DOC (drill out cement) sampai masuk ke formasi baru sekitar 10'-15' Dilakukan Formation Integrity Test Pemboran dilakukan sampai kedalaman total sesuai dalam program dan setiap penambahan kedalaman 500' dilakukan survey kelurusan lubang bor dan bila perlu dilakukan wiper trip. Adakalanya sebelum mencapai Total Depth (TD) dilakukan coring sesuai program. Bottom hole circulation Rangkaian bor dicabut dan distandarkan pada derrick board Proses logging Setelah logging selesai kembali masukkan drill pipe dan dilakukan bottom hole circuladon Tripping out kembali drill pipe dan laid down (masukkan ke rak pipa) Production casing dipasang Cementing Section C well head dipasang Release rig

2. Lumpur PemboranMengapa digunakan lumpur untuk pemboran?Lumpur umumnya campuran dari tanah liat (Clay), biasanya bentonite, dan air utk membawa cutting keatas permukaan. Lumpur berfungsi sebagai lubrikasi dan medium pendingin untuk pipa pemboran dan mata bor. Lumpur merupakan komponen penting dalam pengendalian sumur (well control) karena tekanan hidrostatisnya dipakai untuk mencegah fluida pormasi masuk ke dalam sumur. Lumpur juga membentuk lapisan solid sepanjang dinding sumur (filter-cake) yang berguna untuk mengontrol fluida yang hilang ke dalam formasi (fluid-loss)

3. LoggingMengapa pengerjaan logging di lakukan?Logging adalah teknik untuk mengambil data-data dari formasi dan lubang sumur dengan menggunakan instrument khusus.Pekerjaan yang di lakukan meliputi pengukuran data-data properti elektrikal (resistivitas dan konduktovitas pada berbagai frekuensi) data nuklir secara aktif dan pasif, ukuran lubang sumur, pegumpulan sampel fluida fluida formasi, pengambilan material formasi(coring) dari dinding sumur dan seterusnya.Logging tool ( peralatan utama Logging berbentuk pipa pejal berupa alat sensor pengirim dan penerima sinyal ) diturunkan ke dalam sumur melalui tali baja berisi kabel listrik ke kedalaman yang di inginkan. Biasanya pengukuran dilakukan pada saat Logging tool ditarik ke atas.Logging tool akan mengirim sesuatu. sinyal (gelombang suara, arus listrik, tegangan listrik, Medan magnet, partikel nuklir, dan sebagainya) ke dalam formasi lewat dinding sumur.sinyal tersebut akan dipantulkan oleh berbagai macam material di dalam formasi dan juga material dinding sumur. Pantulan sinyal kemudian ditangkap oleh sensor penerima di dalam Logging tool lalu dikonversi menjadi data digital dan ditransmisikan lewat kabel Logging ke unit di permukaan. Sinyal tersebut lalu diolah oleh seperangkat komputer menjadi berbagai macam grafik dan tabulasi data yang diprint pada continous paper yang dinamakan log. Kemudian log tersebut akan diinterpretasikan dan dievaluasi oleh geologis dan ahli geofisika hasil sangat penting untuk pengambilan keputusan baik pada saat pengeboran ataupun tahap produksi nanti.Logging-While-Drilling ( LWD ) adalah pengerjaan Logging yang dilakukan bersamaan pada awan membor. Alatnya dipasanng di dekat mata bor. Data dikirimkan melalui pulsa tekanan lewat lumpur pemboran ke sensor di permukaan. Setelah diolah lewat serangkaian komputer hasilnya juga berupa grafik log di atas kertas. LWD berguna untuk memberi informasi formasi (resistivitas, porositas, sonic dan gamma-ray) sedini mungkin pada saat pemboran.Mud Logging adalah pekerjaan mengumpulkan, menganalisis dan merekam semua informasi dari partikel solid, cairan dan gas yang terbawa ke permukaan oleh lumpur pada saat pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui berbagai parameter pemboran dan formasi sumur yang sedang dibor.

4. PenyemenanMengapa sumur harus disemen ?Penyemenan sumur digolongkan menjadi dua bagian: Pertama, primeri cementing, yaitu Penyemenan pada saat sumur sedang di buat.Sebelum Penyemenan ini dilakukan, casing dipasang dulu sepanjang lubang sumur. Campuran semen (air+semen+aditif) dipompakan ke dalam anulus (ruang/celah antara dua tubular yang berbeda ukuran,bisa casing dengan lobang sumur,bisa casing dengan casing). Fungsi utamanya untuk pengisolasian berbagai macam lapisan formasi sepanjang sumur agar tidak saling berkomunikasi fungsi lainnya menahan beban aksial casing dengan casing berikutnya, menyokong lubang sumur (borhole). Kedua, Remedial cementing,Yaitu penyemenan pada saat sumurnya sudah jadi. Tujuannya bermacam-macam, dapat untuk mereparasi primary cementing yang kurang sempurna, bisa untuk menutup berbagai macam lobang di dinding sumur yang tidak dikehendaki (misalnya lubang performasi yang akan disumbat, kebocoran dicasing dan seterusnya) dapat juga untuk menyumbat lubang sumur seluruhnya.Semen yang di gunakan adalah semen jenis portland biasa.Dengan mencampurkannya dengan air, jadilah bubur semen (cement slurry). Ditambah dengan berbagai macam aditif, properti semen dapat difariasikan dan dikontrol sesuai yang dikehendaki. Semen air dan bahan aditif dicampur di permukaan dengan memakai peralatan khusus. Sesudah menjadi bubur semen, lalu dipompakan ke dalam sumur melewati casing. Kemudian bubur semen ini didorong dengan cara memompakan fluida lainnya, seringnya lumpur atau air, terus sampai ke dasar sumur, keluar dari ujung casing masuk lewat annulus untuk naik kembali kepermukaan Diharapkan seluruh atau sebagian dari annulus ini terisi oleh bubur semen.Setelah beberapa waktu dan semen sudah mengeras, pemboran bagian sumur yang lebih dalam dapat di lanjutkan.

5. Directional DrillingUntuk apa directional drilling di lakukan?Secara konvensional sumur di bor berbentuk lurus mendekati arah vertikal.Directional drilling (pemboran berarah) adalah pemboran sumur dimana lubang sumur tidak lurus vertikal, melainkan terarah untuk mencapai target yang di inginkan.Tujuannya dapat bermacam-macam :1. Sidetacking : jika ada rintangan di depan lubang sumur yang akan dibor, maka lubang sumur dapat diletakan atau dibelokan untuk menghindari rintangan tersebut. Jika reservoir yang diinginkan terletak tepat dibawah suatu daerah yang tidak mungkin dilakukan pemboran, misalnya kota, pemukiman penduduk, suaka alam atau suatu tempat yang lingkungannya sangat sensitive, sumur dapat mulai digali dari tempat lain dan diarahkan menuju reservoir yang bersangkutan.2. Untuk menghindari salt-dome (formasi garam yang secara kontinyu terus bergerak) yang dapat merusak lubang sumur. Sering hidrokarbon ditemui di bawah atau sekitar salt-dome. Pemboran berarah dilakukan untuk dapat mencapai reservoir tersebut dan menghindari salt-dome. 3. Untuk menghindari fault (patahan geologis).4. Untuk membuat cabang beberapa sumur dari satu lubang sumur saja di permukaan. 5. Untuk mengakses reservoir yang terletak di bawah laut tetapi rignya terletak di darat sehingga lebih murah. Umumnya di offshore, beberapa sumur dapat di bor dari satu platform yang sama sehingga lebih mudah, cepat dan lebih murah.6. Untuk relief well kesumur yang sedang tak terkontrol ( blow-out)7. Untuk membuat sumur horisontal dengan tujuan menaikan produksi hidro karbon.Extended reach : sumur yang mempunyai bagian horizontal yang panjangnya lebih dari 5000m.Sumur multirlateral : satu lubang sumur di permukaan tetapi mempunyai beberapa cabang scara laferal di bawah, untuk dapat mengakses beberapa formasi hidrokarbon yang terpisah.

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

14Teknik Pengeboran Minyak dan Gas Bumi Fadinila WN L2L 107 002