Final Report Harist Sampurna

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

ANALISA SEMEN PEMBORAN

DISUSUN OLEH :

Nama : Mohamad Harist Sampurna

NIM : 1101119

Kelompok : IX / TP REG B 2011

JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK & GAS BUMI

BALIKPAPAN

2013

i

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN RESMI


Diajukan untuk memenuhi persyaratan praktikum Analisa Semen Pemboran

Tahun Akademik 2012 / 2013

Program Studi Teknik Perminyakan

Sekolah Tinggi Tekonologi Minyak Dan Gas Bumi Balikpapan

Disusun Oleh,

Nama : Mohamad Harist. S

NIM : 1101119

Kelompok : IX (sembilan)

Dengan hasil penilaian :

Balikpapan, Desember 2013

Disetujui Oleh :

Dosen Mata Kuliah Asisten Praktikum

(Ir. Yudi Ariyono) (Wisnu Ganda Subrata)

ii

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM


NAMA : Mohamad Harist SAmpurna

NIM : 1101119

JURUSAN : TEKNIK PERMINYAKAN

KELOMPOK : IX (sembilan)

No. Tanggal Keterangan Paraf

1 27 Desember

2013

Pembahasan paper : perhitungan cement

design, macam-macam cementing, macam-

macam additive yang digunakan, peralatan

pada cement design, dan proses

penyemenan.

Presentasi paper.

Tanya jawab paper.

Diskusi.

2 28 Desember

2013

Pembahasan tugas :

Primary dan secondary cementing.

Langkah-langkah cementing.

Penyemenan rangkaian casing serta

penggunaan casing pada sumur.

3. 30 Desember

2013

Gambar peralatan permukaan dan di bawah

permukaan.

Resume dari petrobrain.

Glossary atau istilah-istilah penyemenan.

Asistensi laporan :

Bahasa asing di italic.

Halaman awal bab diletakkan di tengah

bawah, lainnya di letakkan di kanan atas.

iii

Jenis bullets disamakan dari awal.

Tab awal paragaraf harus sama.

Rumus diberi kotak yang sama.

Sub bab baru di masukkan ke dalam.

Hasil di bold untuk di pembahasan.

Enter sekali untuk sub bab baru.

Samakan menggunakan spasi dalam kurung.

Grafik diperbaiki.

Tabel di warnai.

Warna grafik konsisten.

Perhatikan tanda baca dan huruf kapital.

Jangan ada kata yang terputus.

Pembahan umum berupa paragraf.

4. 04 Januari 2014 Cek Laporan

FINAL REPORT

iv

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur tercurah atas segala nikmat yang telah dilimpahkan

oleh pemlik ilmu yang maha luas Allah SWT kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan laporan praktikum Analisa Semen Pemboran, sebagai persyaratan

untuk memenuhi kurikulum Tahun Akademik 2013 / 2014 dalam menyelesaikan

Mata Kuliah Teknik Pemboran II di Jurusan S1 Teknik Perminyakan, STT Migas

Balikpapan.

Penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah

berperan dan membantu penulis dalam penyelesaian laporan ini, terutama kepada:

1. Bapak Drs. EC Sugiono, MM. selaku Ketua STT Migas Balikpapan

2. Bapak Ir. Yudi Aryono selaku dosen mata kuliah Teknik Pemboran II atas

bimbingan dan bantuannya.

3. Asisten Praktikum Analisa Semen Pemboran kelompok Wisnu Ganda

Subrata yang telah meluangkan banyak waktunya dan memberikan banyak

masukkan/kritik yang membangun.

4. Ibu Nurliani selaku Orang tua dan keluarga yang selalu mendukung dan

memberikan semangat.

5. M. Harist Sampurna yang selalu ada dan mendukung disetiap saat.

6. Rekan-rekan angkatan Teknik Perminyakan yang memberikan referensi

laporan.

7. Rekan-rekan kelompok 2 Praktikum Analisa Semen Pemboran atas

kerjasamanya.

Penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan didalam laporan

ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi semua rekan-rekan yang membacanya.

Balikpapan, Desember 2013

Penyusun

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM ......................................................... iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii

DAFTAR GRAFIK ......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1

BAB II PEMBUATAN SUSPENSI SEMEN DAN CETAKAN

SAMPEL .................................................................................. 12

2.1. Tujuan Percobaan .......................................................... 12

2.2. Teori dasar ..................................................................... 12

2.2.1. Kelas Semen ...................................................... 16

2.2.2. Proses Pembuatan Semen .................................. 18

2.3. Peralatan dan Bahan ...................................................... 20

2.3.1. Peralatan ............................................................ 20

2.3.2. Bahan ................................................................. 23

2.4. Prosedur Percobaan ....................................................... 24

2.4.1. Prosedur Pembuatan Sampel ............................. 24

2.4.2. Prosedur Cetakan Sampel .................................. 25

2.4.3. Pengkondisian Suspensi Semen ........................ 25

2.5. Pembahasan ................................................................... 26

2.6. Kesimpulan .................................................................... 26

vi

BAB III PENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN ................... 28


3.2. Teori Dasar .................................................................... 28


3.3.1. Peralatan ............................................................ 30

3.3.2. Bahan ................................................................. 31


3.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan .................................. 33

3.5.1. Hasil Percobaan ................................................. 33

3.5.2. Perhitungan ........................................................ 34

3.6. Pembahasan ................................................................... 36

3.7. Kesimpulan .................................................................... 43

BAB IV PENGUJIAN RHEOLOGI SUSPENSI SEMEN ................. 44


4.2. Teori Dasar .................................................................... 44


4.3.1. Peralatan ............................................................ 46

4.3.2. Bahan ................................................................. 48


4.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan .................................. 50

4.5.1. Data ................................................................... 50

4.5.2. Perhitungan ........................................................ 51

4.6. Pembahasan ................................................................... 52

4.7. Kesimpulan .................................................................... 55

vii

BAB V PENGUJIAN THICKENING TIME ..................................... 57


5.2. Teori Dasar .................................................................... 57


5.3.1. Peralatan ............................................................ 59

5.3.2. Bahan ................................................................. 60


5.5. Data dan Perhitungan..................................................... 62

5.6. Pembahasan ................................................................... 62

5.7. Kesimpulan .................................................................... 64

BAB VI PENGUJIAN FREE WATER ................................................ 65


6.2. Teori Dasar .................................................................... 65


6.3.1. Peralatan ............................................................ 67

6.3.2. Bahan ................................................................. 68



6.6. Pembahasan ................................................................... 69

6.7. Kesimpulan .................................................................... 71

BAB VII PENGUJIAN FILTRATION LOSS ...................................... 72


7.2. Teori Dasar .................................................................... 72


7.3.1. Peralatan ............................................................ 74

7.3.2. Bahan ................................................................. 75



7.5.1. Data ................................................................... 77

viii

7.5.2. Perhitungan ........................................................ 78

7.6. Pembahasan ................................................................... 79

7.7. Kesimpulan .................................................................... 83

BAB VIII PENGUJIAN COMPRESSIVE STRENGTH ...................... 84

8.1. Tujuan Percobaan ......................................................... 84

8.2. Teori Dasar ................................................................... 84


8.3.1. Peralatan ............................................................ 86

8.3.2. Bahan ................................................................. 87



8.5.1. Data ................................................................... 90

8.5.2. Perhitungan ........................................................ 91

8.6. Pembahasan ................................................................... 92

8.7. Kesimpulan .................................................................... 94

BAB IX PENGUJIAN SHEAR BOND STRENGTH ......................... 95


9.2. Teori Dasar .................................................................... 95


9.3.1. Peralatan ............................................................ 97

9.3.2. Bahan ................................................................. 99


9.5. Data dan Perhtiungan .................................................... 102

9.5.1 Data ................................................................... 102

9.5.2. Perhitungan ........................................................ 103

9.6. Pembahasan ................................................................... 104

9.7. Kesimpulan .................................................................... 106

ix

BAB X PENGUJIAN LUAS PERMUKAAN BUBUK SEMEN ...... 107


10.2. Teori Dasar .................................................................... 107


10.3.1. Peralatan ............................................................ 108

10.3.2. Bahan ................................................................. 109


10.5. Data dan Perhitungan .................................................... 110

10.5.1 Data ................................................................... 110

10.5.2 Perhitungan ........................................................ 110

10.6. Pembahasan ................................................................... 112

10.7. Kesimpulan .................................................................... 115

BAB XI PEMBAHASAN UMUM ........................................................ 116

BAB XII KESIMPULAN UMUM .......................................................... 120

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Cementing ................................................................................. 11

Gambar 2.1. Dry Process ................................................................................ 18

Gambar 2.2. Wet Process ............................................................................... 19

Gambar 2.3. Mixer ........................................................................................ 20

Gambar 2.4. Timbangan ................................................................................. 21

Gambar 2.5. Cetakan Sampel Silinder ........................................................... 21

Gambar 2.6. Cetakan Sampel Kubus ............................................................. 21

Gambar 2.7. Gelas Ukur ................................................................................. 22

Gambar 2.8. Mud Balance .............................................................................. 22

Gambar 2.9. Water Bash ................................................................................ 22

Gambar 2.10. Semen ........................................................................................ 23

Gambar 2.11. Bentonite ................................................................................... 23

Gambar 2.12. Barite ........................................................................................ 23

Gambar 3.1. Mud Balance .............................................................................. 30

Gambar 3.2. Timbangan digital ...................................................................... 30

Gambar 3.3. Mixer ........................................................................................ 31


Gambar 3.5. Barite ........................................................................................ 31

Gambar 4.1. Fann VG Meter .......................................................................... 47

Gambar 4.2. Rotor ........................................................................................ 47

Gambar 4.3. Mixer ........................................................................................ 47

Gambar 4.4. Stopwatch .................................................................................. 48


Gambar 4.6. Barite ........................................................................................ 49

Gambar 4.7. Semen ........................................................................................ 49

Gambar 5.1. Atmospheric Consistometer ...................................................... 59

Gambar 5.2. HPHT Consistometer ................................................................ 59


xi

Gambar 5.4. NaCl ........................................................................................ 60

Gambar 5.5. Bubuk Semen ............................................................................ 61

Gambar 6.1. Mixer ........................................................................................ 67



Gambar 6.4. Barite ........................................................................................ 68


Gambar 7.1. Mixer ........................................................................................ 74



Gambar 7.4. Semen ........................................................................................ 75

Gambar 7.5. Kerosene .................................................................................... 76


Gambar 8.1. Hydraulic Pump ......................................................................... 86

Gambar 8.2. Bearing Block Machine Hydraulic Mortar ................................ 86

Gambar 8.3. Monometer................................................................................. 87

Gambar 8.4. NaCl ........................................................................................ 87


Gambar 9.1. Hydraulic Pump ......................................................................... 97

Gambar 9.2. Bearing Block Machine Hydraulic pump .................................. 98

Gambar 9.3. Monometer ................................................................................ 98

Gambar 9.4. Holder Silinder Penyangga ........................................................ 98

Gambar 9.5. Semen ........................................................................................ 99


Gambar 9.7. NaCl ........................................................................................ 100

Gambar 10.1. Blaine Permeameter .................................................................. 108

Gambar 10.2. Semen ........................................................................................ 109

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Hasil Pengujian Densitas Suspensi Semen ................................ 34

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rheology Suspensi Semen .............................. 50

Tabel 5.1. Hasil Pengujian Thickening Time ............................................. 62

Tabel 6.1. Kandungan Air Mineral dalam Suspensi Semen

yang Direkomendasikan oleh API ............................................. 66

Tabel 6.2. Tabel Hasil Pengujian Free Water Selama 2 Jam ..................... 69

Tabel 7.1. Hasil Pengujian Filtration Loss Selama 30 Menit ..................... 78

Tabel 8.1. Perbandingan t / D terhadap koefisien faktor ............................ 89

Tabel 8.2. Hasil Pengujian Compressive Strength ..................................... 90

Tabel 9.1. Perbandingan t/d Terhadap Koefisien Faktor ............................ 96

Tabel 9.2. Hasil Pengujian Shear Bond Strength ....................................... 102

Tabel 10.1. Tabel Nilai Viskositas ............................................................... 110

Tabel 10.2. Tabel Nilai Porositas ................................................................. 110

xiii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 3.1. Grafik Hubungan antara

Penambahan Additive Barite dan SG Semen (gr/cc) ................ 36


Penambahan Additive Bentonite dan SG Semen (gr/cc) .......... 37


Penambahan Additive dan SG Semen (gr/cc) .......................... 38


Penambahan Additive dan SG Semen (ppg) ............................ 40


Penambahan Additive dan SG Semen (lb/ft) ............................ 41


Penambahan Additive dan SG Semen (kg/ltr) ......................... 42

Grafik 4.1. Grafik Hubungan Penambahan Additive

dengan Plastic Viscosity ........................................................... 53


dengan Yield Point .................................................................... 54

Grafik 4.3. Grafik Hubungan Plastic Viscosity

dengan Yield Point .................................................................... 55


dengan Thickening Time ........................................................... 55


dengan Free Water ..................................................................... 70

Grafik 7.1. Grafik Penambahan Additive dengan

Filtration Loss Percobaan .......................................................... 80

Grafik 7.2. Grafik Penambahan Additive dengan

Filtration Loss Perhitungan ....................................................... 81

Grafik 7.3. Grafik Penambahan Bentonite dengan

Filtration Loss ............................................................................ 82

xiv

Grafik 7.4. Grafik Penambahan Kerosine dengan

Filtration Loss ............................................................................ 82


dan Compressive Strength ......................................................... 93


terhadap Shear Bond Strength ................................................... 105

Grafik 10.1. Grafik Hubungan Viskositas dengan Temperatur ..................... 113

Grafik 10.2. Grafik Hubungan Porositas dengan Temperatur ....................... 114

Grafik 10.3. Grafik Hubungan Densitas Semen dengan

Luas Permukaan Butir Semen.................................................... 115

xv

DAFTAR LAMPIRAN

TUGAS KARYA TULIS ILMIAH (PAPER) CEMENT DESIGN

ACARA II PENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN

ACARA III PENGUJIAN RHEOLOGI SUSPENSI SEMEN

ACARA IV PENGUJIAN THICKENING TIME

ACARA V PENGUJIAN FREE WATER

ACARA VI PENGUJIAN FILTRATION LOSS

ACARA VII PENGUJIAN COMPRESSIVE STRENGTH

ACARA VIII PENGUJIAN SHEAR BOND STRENGTH

ACARA IX PENGUJIAN LUAS PERMUKAAN BUBUK SEMEN

xvi

BAB I

PENDAHULUAN

Salah satu pekerjaan utama dalam pemboran sumur adalah pekerjaan casing

dan cementing. Casing adalah pipa besi yang dipasang dalam sumur well oil atau

gas pada saat drilling (pemboran). Fungsi casing adalah untuk mencegah

terjadinya kebocoran dan keruntuhan dinding sumur drilling. Pada saat well

(sumur) telah berproduksi, casing dapat juga berfungsi sebagai alat menaikkan

(extract) oil atau gas. Penyemenan (cementing) adalah suatu kegiatan pengisian

sejumlah suspensi (padatan + fluida cair) semen ke dalam casing, kemudian

melalui sela atau gap pada bagian casing shoe mengalir naik ke annulus antara

casing dan dinding formasi.

Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas kondisi sumur adalah sejauh

mana kualitas semen yang digunakan. Untuk itulah perlu dilakukan studi

laboratorium untuk mengetahui komposisi dan sifat fisik semen. Diharapkan

dengan kualitas semen yang baik konstruksi sumur dapat dipertahankan lebih dari

20 tahun.

Standar minimum yang harus dimiliki dari perencanaan sifat-sifat semen

didasarkan pada Brookhaven national laboratory dan API Sprc 10” specification

for material and testing for well cementing”.

Secara garis besar percobaan laboratorium analisa semen pemboran dapat

dibagi dalam beberapa kelompok kecil, yaitu :

Pembuatan suspensi semen dan cetakan sampel

Uji rheologi suspensi semen

Uji sifat-sifat suspensi semen

Uji sifat-sifat fisik batuan

1

2

Uji sifat-sifat fisik batuan semen pemboran sedikit berbeda dengan uji yang

lainnya, karena sifat semen yang terjadi merupakan fungsi waktu. Dengan

demikian sifat-sifat tersebut akan berbeda tergantung dari waktu

pengkondisiannya baik terhadap temperatur ataupun waktunya.

Penyemenan atau cementing adalah suatu proses pendorongan bubur semen

ke dalam lubang sumur melalui casing menuju annulus casing-formasi dan

dibiarkan untuk beberapa saat hingga mengering dan mengeras sehingga dapat

melekatkan casing dengan formasi. Bubur semen yang mengeras akan melindungi

casing dari fluida formasi yang bersifat korosi dan untuk memisahkan zona yang

satu dengan zona yang lain dibelakang casing.

Pada umumnya operasi penyemenan bertujuan untuk :

Melekatkan casing pada dinding lubang sumur.

Melindungi casing dari masalah-masalah mekanis sewaktu operasi

pemboran (seperti getaran).

Melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat korosi.

Memisahkan zona yang satu terhadap zona lainnya dibelakang casing.

Menurut alasan dan tujuan melakukan proses penyemenan dapat dibagi

menjadi dua yaitu:

1) Primary cementing (penyemanan utama)

Adalah penyemenan yang pertama kali dilakukan setelah casing diturunkan

kedalam sumur.

2) Secondary atau remedial (penyemenan kedua atau penyemanan perbaikan)

Penyemenan ulang untuk menyempurnakan primary cementing atau

memperbaiki penyemanan yang rusak.

Fungsi penyemanan ditinjau dari primary cementing dan secondary

cementing antara lain :

1) Fungsi primary cementing adalah sebagai berikut :

Melekatkan casing dengan formasi.

3

Melindungi casing dari korosi.

Mencegah hubungan formasi–formasi dbelakang casing.

Melindungi casing dari tekanan formasi.

Menutup zona–zona atau formasi–formasi yang membahayakan operasi

pemboran selanjutnya.

Pada primary cementing, penyemanan casing pada dinding lubang sumur

dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen, yaitu:

Penyemanan conductor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya

kontaminasi fluida pemboran (lumpur pemboran) dengan formasi.

Penyemanan surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agar

tidak tercemar dari fluida pemboran, memperkuat kedudukan surface

casing sebagai tempat dipasangnya alat BOP (blow out preventer). Untuk

menahan beban casing yang terdapat dibawahnya dan untuk mencegah

aliran fluida formasi yang akan melalui surface casing.

Penyemanan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan

formasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lost circulation.

Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya

aliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi yang tidak diinginkan,

yang akan memasuk sumur selain itu juga dapat untuk mengisolasi zona

produktif yang akan diproduksi fluida formasi dan juga dapat mencegah

terjadinya korosi pada casing yang disebabkan material – material korosif.

2) Fungsi secondary cementing adalah sabagai berikut :

Memperbaiki primary cementing yang tidak baik atau tidak sempurna.

Memperbaiki casing yang bocor.

Menutup lubang perforasi yang salah.

Menutup lubang terbuka yang tidak dinginkan.

Sebagai landasan bagi peralatan pembelokan lubang.

4

Setelah operasi khusus semen dilakukan, seperti cement bond logging

(CBL) dan variable density logging (VDL), kemudian didapati kurang

sempurnanya atau adanya kerusakan pada primary cementing maka akan

dilakukan secondary cementing, hal ini juga dapat dilakukan bila pengeboran

gagal mendapatkan minyak dan menutup lagi zona produktif yang

diperforasi. Secondary cementing dapat dibagi menjadi tiga bagian antara

lain:

a. Squeeze cementing

Squeeze cementing bertujuan :

Mengurangi water–oil ratio, water–gas ratio, atau gas–oil ratio.

Menutup formasi yang sudah tidak lagi produktif.

Menutup zona lost circulation.

Memperbaiki kebocoran yang terjadi casing.

Memperbaiki primary cementing yang kurang memuaskan.

Operasi squeeze dilakukan selama operasi pemboran berlangsung,

komplesi atau pada saat workover.

b. Re-cementing

Re-cementing dilakukan untuk menyampurkan primary cementing

yang gagal dan untuk memperluas perlindungan casing di atas top semen.

c. Plug-back cementing

Plug-back cementing dilakukan untuk :

Menutup atau meninggalkan sumur.

Melakukan directional drilling sebagai landasan whipstock, yang

dikarkan adanya perbedaan compressive strength antara semen dan

formasi maka akan mengakibatkan bit berubah arahnya.

5

Menutup zona air di bawah zona minyak agar water–oil ratio

berkurang pada open hole completion.

Macam- macm teknik penyemenan

1. Perkins System

Perkins system sering juga disebut dengan penyemenan sistem plug atau

penyemenan sistem sumbat, karena di dalam penyemenan ini menggunakan

plug. Terdapat dua plug, yaitu bottom plug dan top plug. Bottom plug

memisahkan lumpur yang ada dalam casing dengan bubur semen sedangkan

top plug memisahkan bubur semen dengan lumpur pendorong.

Peralatan yang digunakan pada penyemenan system perkins adalah sebagai

berikut:

a. Peralatan yang terletak di bawah permukaan adalah antara lain :

Casing Shoe

Casing shoe terletak di ujung rangkaian casing. Fungsi dari casing

shoe adalah untuk menuntun casing diwaktu penurunannya agar tidak

tersangkut. Casing shoe yang berfungsi hanya sebagai penuntun casing

diwaktu penurunannya disebut guide shoe. Casing yang diperlengkapi

dengan klap penahan tekanan balik disebut dengan float shoe.

Shoe Track

Shoe track adalah satu atau dua batang casing yang ditempatkan

diatas casing shoe. Shoe track berfungsi untuk menampung bubur semen

yang terkontaminasi oleh lumpur pendorong. Kalau bubur semen yang

terkontaminasi oleh lumpur pendorong masuk ke annulus maka ikatan

semen di annulus tidak baik.

6

Casing Collar

Sabungan pendek yang dipasang diantara shoe track. Alat ini

berfungsi untuk menahan cementing plug setelah cementing.

Scratcher

Scratcher bertugas untuk mengikis mud cake. Bila mud cake tidak

terkikis maka ikatan semen dengan dinding lubang tidak baik, ini akan

membentuk channeling pada semen. Stracher terdiri dari 2 macam, yaitu:

a. Rotating scratcher yang berfungsi untuk mengikis mud cake dengan

jalan memutar casing.

b. Reciprocating scratcher yang berfungsi untuk mengikis mud cake

dengan jalan menaik–turunkan rangkaian casing.

Centralizer

Centralizer berfungsi membuat casing berada di tengah-tengah

lubang, kalau casing tidak berada ditengah–tengah lubang bor, maka

semen tidak rata tebalnya di sekeliling casing malahan ada annulus

casing yang tidak tersemen, kalau hal ini terjadi maka casing tidak akan

ada yang menahan dari serangan cairan korosif. Sehingga casing akan

cepat bocor atau terbentuk channeling dalam semen.

b. Peralatan yang terletak di atas permukaan adalah antara lain :

Cementing head

Cementing head adalah peralatan penyemenan yang dipasang

diujung casing teratas. Cementing head yang modern sekarang adalah

plug container dimana didalam plug container bisa dipasang langsung

bottom plug dan top plug, masing – masing plug akan ditahan oleh pin

penahan.

Selain dari itu cementing head jenis dilengkapi dengan 3 buah

saluran yaitu :

1. Saluran Lumpur, saluran ini untuk sirkulasi lumpur untuk

membersikkan lubang bor

7

2. Saluran bubur semen, saluran ini dipakai diwaktu memompakan bubur

semen kedalam casing.

3. Saluran lumpur pendorong, saluran ini digunakan mendorong sampai

top plug berimpit dengan bottom plug di casing collar.

Cementing line

Cementing pump

Pompa semen bertugas mengisap bubur semen yang telah dibuat dan

memompakan bubur semen ke cementing head melalui cementing line.

Slurry pan

Hopper dan mixer

Hopper adalah corong untuk memasukan bubuk semen dan additive, air

disalurankan dengan tekanan tiinggi dari bagian belakang mixer. Air

dengan bubuk semen dan additive diaduk hingga rata oleh mixer.

Tangki air

Proses pembuatan bubur semen dan memompakannya ke bawah

permukaan adalah seperti berikut. Bubuk semen dimasukan kedalam

hopper, air dialirkan dengan tekanan tinggi ke mixer. Mixer akan

mencampur bubuk semen dengan air atau additive membentuk bubur semen

(slurry), slurry terdorong keslurry pan. Pompa semen akan mengisap bubur

semen dan memompakannya ke cementing head melalui cementing line,.

Plug yang terdapat pada plug container mempunyai 3 saluran yaitu :

1. saluran untuk sirkulasi Lumpur.

2. saluran bubur semen.

3. saluran lumpur pendorong.

8

2. Poorboys System

Metode poorboys system ini disebut juga dengan penyemenan sistem

tubing atau tubing system. Dikatakan tubing system sering digunakan untuk

penyemenan casing berukuran 16 inch ke atas. Alasan dari penggunaan sistem

poorboys adalah:

a. Waktu

Waktu yang diperlukan untuk melakukan penyemenan dengan system

poorboys lebih singkat dibanding bila menyemen dengan sistem perkins.

Hubungan diameter casing besar waktu untuk pendorongan akan lebih

panjang.

b. Peralatan yang tersedia.

Bila casing besar, top plug yang mempunyai ukuran yang besar tidak

ada dipasaran. Kalau di pesan pada pabrik tentu harus segera khusus,

sehingga harganya mahal, dan bila ditinjau dari segi biaya tidak ekonomis.

c. Bubur semen

Bila menggunakan system perkins, tentu untuk casing yang besar akan

mempunyai shoetrack yang mempunyai volume yang besar pula. Di dalam

shoetrack nantinya setelah selesai penyemenan teris oleh semen, yang

banyak sekali, dan semen yang tertinggal di dalam shoetrack akan terbuang

saja. Tentu ini merupakan kerugian dari bubuk semen, sehingga system

perkins juga tidak ekonomis untuk menyemen casing yang berdiameter

besar.

d. Lumpur pendorong

Lumpur pendorong yang digunakan tentu akan banyak sekali bla

menggunakan penyemenan dengan system sumbat, volume Lumpur

pendorong mulai dari permukaan sampai ke casing collar adalah sangat

besar volumenya untuk casing yang besar diameternya.

e. Pompa Lumpur pendorong.

Pompa Lumpur pendorong mungkin takkan sanggup mendorong

Lumpur pemboran yang besar volumenya.

9

Proses kerjanya adalah sebagai berikut. Casing yang akan disemen

disambung ujungnya dengan duplex float shoe. Shoe ini berfungsi

menuntun casing agar tidak tersangkutdalam penurunannya. Karna

mempunyai float system, shoe dapat menahan tekanan balik bubur semen

dari annulus. Selain itu duplex float shoe dilengkapi juga stinger socket.

Pada bagian luar casing dilengkapi dengan centralizer dan scratcher, yang

bertugas agar casing tetap berada ditengah lubang dan membersikan mud

cake. di annulus drill pipe dengan casing juga dipasang sebuah centralizer

agar pemasangan stinger dengan stinger socket bisa tepat, tubing dan drill

pipe digunakan sebagai saluran bubur semen dan Lumpur pendorong.

3. Penyemenan Bertingkat

Penyemenan bertingkat lebih populer disebut dengan stage cementing,

penyemenan ini dilakukan secara bertingkat atau secara bertahap. Tingkat

pertama dilakukan untuk menyemen casing bagian bawah sepanjang kolam

semen tertentu, kemudian dilanjutkan lagi untuk menyemen lagi casing yang

lebih atas. Penyemenan dengan cara ini bisa dlakukan untuk menyemen

seluruh annulus casing dari dari dasar lubang atau tidak seluruhnya. Mungkin

beberapa ribu feat dari dasr lubang. dan ada beberapa ribu atau ratus featpula

dari permukaan, hal ini tergantung kepada tujuan penyemenan itu dan kondisi

dari formasi yang akan disemen. Alasan – alasan dilakukannya penyemenan

bertingkat sebagai berikut :

a. Tekanan rekah formasi

Bila formasi didasar lubang mempunyai tekanan rekahan yang kecil

tinggi kolam semen tidak dapat terlalu besar, sebab dasar lubang tidak

sanggup menahan tekanan yang besar kita tahu bahwa berat jenis bubur

semen adalah cukup besar dan akan menyebabkan tekanan yang lebih besar,

yang akan menghancurkan formasi dari tekanan tersebut. Ha ini berlaku

pula pada sumur dalam.

10

b. Menghemat pemakaian semen.

Bagian dari lubang bar tidak perlu seluruhnya disemen, bila formasi

lubang cukup keras dan kompak, tidak perlu disemen. Jadi dengan tidak

seluruhnya disemen maka akan menghemat semen.

c. Formasi lost

Formasi yang sangat lemah yang mana merupakan yaqng tidak tahan

terhadap tekanan, tidak perlu disemen bila formasi tersebut tidak

menibulkan bahaya yang lain cukup disemen bagian atas dan bawahnya

saja.

Teknik penyemenan bertingkat ada beberapa cara, yaitu:

Regular two stage cementing.

Continuous tripping two stage cementing.

Continuous two stage cementing.

Tidak terdapat banyak perbedaan antara ketiga cara diatas, karena secara

teknis proses kerja dari ketiga cara diatas pada dasarnya sama. Berikut dibawah

ini gambar 1.1 proses penyemenan (cementing).

11

Gambar 1.1. Cementing

BAB II

PEMBUATAN SUSPENSI SEMEN DAN CETAKAN SAMPEL

2.1. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui cara pembuatan suspensi semen.

2. Membuat cetakan dari suspensi semen.

3. Mengetahui peralatan yang digunakan dalam pembuatan suspensi semen.

2.2. Teori Dasar

Pada umumnya penyemenan bertujuan untuk melekatkan casing pada

dinding lubang sumur, melindungi casing dari masalah–masalah mekanis

sewaktu operasi pemboran (seperti getaran). Melindung casing dari fluida

formasi yang bersifat korosif, dan untuk memisahkan zona–zona yang satu

terhadap zona yang lain dibelakang casing.

Densitas suspensi semen yang rendah sering digunakan dalam operasi

primary cementing, guna untuk menghindari terjadinya fracture pada

formasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan dengan

hal-hal berikut :

Menambahkan clay atau zat–zat kimia silikat jenis extender

Menambahakan bahan–bahan yang dapat memperbesar volume

suspensi semen,seperti pozzolan

Sedangkan densitas suspensi semen sangat tinggi digunakan bila

tekanan formasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat

ditambahkan pasir atau material –material pemberat ke dalam suspensi

semen,seperti barite dan bentonite.

Pengukuran densitas di laboratorium berdasarkan dari data berat

volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan di

lapangan dengan menggunakan alat ” Pressurized mud balance ”.

12

13

Densitas suspensi semen didefenisikan sebagai perbandingan antara

jumlah berat bubuk semen, air pencampur dan addditif terhadap jumlah

volume bubuk semen, air pencampur dan additif.

Dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

Dbs = Densitas suspensi semen

Gbk = Berat bubuk semen

Gw = Berat air

Ga = Berat additif

Vbk = Volume bubuk semen,gallon

Vw = Volume air,gallon

Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis suspensi semen didalam lubang sumur. Bila formasi tidak

sanggup menahan tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan

formasi pecah, sehingga terjadi lost circulation.

Semen yang biasa digunakan dalam industri perminyakan adalah

semen Portland, dikembangkan oleh Joseph Aspdin tahun 1842. Disebut

Portland karena mula-mula bahannya didapat dari pulau Portland Inggris.

Semen Portland ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras bila

bertemu atau bercampur dengan air.

Dbs=Gbk+Gw+GaVbk+Vw+Va

14

Semen portland mempunyai 4 komponen mineral utama, yaitu:

1. Triclacium silicate (3CaO.SiO2 atau C3S)

Triclacium silicate dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2.

Komponen ini merupakan yang terbanyak dalam semen portland, 40 – 45

% untuk semen yang lambat proses pengerasannya dan sekitar 60 – 65 %

untuk semen yang cepat proses pengerasannya (high-early strength

cement). Komponen C3S pada semen memberikan strength yang terbesar

pada awal maupun akhir pengerasan, terutama awal pengerasan.

2. Dicalcium silicate (2CaO.SiO2 atau C3S)

Dicalcium silicate juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2.

Komponen ini sangat penting dalam memberikan final strength semen

karena C2S ini menghidrasinya lambat maka tidak berpengaruh dalam

setting time semen, akan tetapi sangat menentukan dalam kekuatan

semen lanjut. Kadar C2S dalam semen tidak lebih dari 20 %.

3. Tricalcium aluminate (3CaO.Al2O3 atau C3A)

Tricalcium aluminate terbentuk dari reaksi antara CaO dan Al2O3.

Walaupun kadarnya lebih kecil dari komponen silikat, sekitar 15 % untuk

high-early strength cement dan sekitar 3 % untuk semen yang tahan

terhadap sulfat karena hasil hidrasi C3A mudah diserang sulfat, namun

berpengaruh terhadap rheologi suspensi semen dan membantu proses

pengerasan awal pada semen tapi tidak menyumbang kekuatan akhir

semen.

4. Tetra calcium aluminoferite (4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau C4AF)

Tetra calcium aluminoferite terbentuk dari reaksi CaO, Al2O3 dan

Fe2O3. Komponen ini hanya sedikit pengaruhnya terhadap strength

semen. API menjelaskan bahwa bila kadar C4AF ditambah dengan dua

kali kadar C3A tidak boleh lebih dari 24 % untuk semen yang tahan

terhadap kandungan sulfat tinggi. Penambahan oksida besi yang

berlebihan akan menaikkan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A, dan

berfungsi menurunkan panas hasil reaksi/hidrasi C3S dan C2S.

15

Selain ke-4 dasar komponen yang ditemukan dalam klinker, semen

portland dalam bentuk akhirnya dapat mengandung gypsu78;m, alkali sulfat,

magnesium, lime bebas dan zat penambah lainnya. Pada konsentrasi normal,

material-material ini tidak begitu mempengaruhi sifat set semen, tapi

mempengaruhi laju hidrasi, ketahan terhadap serangan sulfat dan sifat bubur

semen.

Struktur butiran klinker bervariasi mengikuti material mentahnya,

ukuran butirannya dan pemanggangannya dan pendinginannya. Variabel-

variabel tadi mempengaruhi proses kristalisasi, berbagai hasil akhir dan

porositas dari butiran klinker itu sendiri. Secara umum, C3S (alite), sebagai

komponen mayoritas mengkristal sebagai partikel butiran. C2S (balite)

mengkristal kecil-kecil, lebih bundar yang mana tersebar di sekitar butiran

C3S. C4AF membentuk fasa kontinu di antara struktur butiran klinker.

Distrubusi permukaan dari komposisi yang berbeda penting dalam

menentukan sifat semen. Kelas semen tertentu dengan spesifikasi yang sama

dapat mempunyai kekuatan yang berbeda. Ini biasanya disebabkan

perbedaan proses kristalisasi.

Selain komponen dasar, ada juga komponen tambahan dalam

pembuatan semen pemboran. Komponen tambahan semen merupakan

macam-macam additive yang digunakan dalam operasi penyemenan untuk

memperoleh sifat khusus atau kinerja yang dibutuhkan. Additive yang

umum digunakan untuk bahan campuran pada suspensi semen/slurry antara

lain :

1. Retarder, digunakan untuk memperpanjang thickening time.

2. Accelerator, digunakan untuk memperpendek thickening time.

3. Weighting Agent, digunakan untuk menambah densitas suspensi semen.

4. Ekstender, digunakan untuk mengurangi densitas suspensi semen.

5. Dispersant, digunakan untuk menurunkan viskositas suspensi semen.

6. Fluid Loss Control Agent, digunakan untuk mengurangi filtrat (air

bebas).

16

7. Lost Circulation Control Agent, digunakan untuk mengurangi kehilangan

suspensi semen ke formasi.

8. Special Additive, digunakan untuk keperluan khusus dalam

menanggulangi kasus tertentu.

2.2.1. Kelas Semen

API telah melakukan pengklasifikasian semen kedalam

beberapa kelas guna mempermudah pemilihan dan penggolongan

semen yang akan digunakan. Pengklasifikasian ini didasrkan atas

kondisi sumur dan sifat-sifat semen yang disesuaikan dengan kondisi

sumur tersebut. Kondisi sumur tersebut meliputi kedalaman sumur,

temperatur, tekanan dan kandungan yang terdapat pada fluida

formasi (seperti sulfat dan sebagainya). Pengklasifikasian kelas

semen dengan standar API adalah sebagai berikut:

Kelas A

Semen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (permukaan)

sampai 6000 ft. Semen ini terdapat dalam tipe biasa (ordinary

type) saja.

Kelas B

Semen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft dan

tersedia dalam jenis yang tahan terhadap kandungan sulfat

menengah dan tinggi (moderate sulfate resistant dan high sulfat

resistant).

Kelas C

Semen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft dan

mempunyai sifat high-early strength (proses pengerasan cepat).

Semen ini tersedia dalam jenis moderate dan high sulfat

resistant.

Kelas D

Semen kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6000 ft sampai

12000 ft dan untuk kondisi sumur yang memiliki tekanan dan

17

temperatur tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis moderate

dan high sulfat resistant.

Kelas E

Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 6000 ft sampai


temperatur tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis moderate

dan high sulfat resistant.

Kelas F

Semen kelas F digunakan untuk kedalaman dari 10000 ft sampai


temperatur tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis high

sulfat resistant.

Kelas G

Semen kelas G digunakan untuk kedalaman 0 sampai 8000 ft

dan merupakan semen dasar. Bila ditambahkan retarder, semen

ini dapat dipakai untuk sumur yang dalam dan range temperatur

yang cukup besar. Semen ini tersedia dalam jenis moderate dan

high sulfat resistant.

Kelas H

Semen kelas H digunakan dari kedalaman 0 sampai 8000 ft dan

merupakan semen dasar pula. Dengan penambahan accelerator

dan retarder, semen ini dapat digunakan pada range temperatur

dan kedalaman yang besar. Semen ini hanya tersedia dalam jenis

moderate sulfate resistant.

18

2.2.2. Proses Pembuatan Semen

Pembuatan Semen dilakukan melalui tahapan – tahapan sebagai

berikut:

a. Proses Peleburan

Dalam bagian ini ada 2 cara yang umum digunakan, yaitu :

Dry Process

Pada awal proses ini, clay dan limestone sama-sama

dihancurkan, lalu dikeringkan di rotary dries. Hasilnya dibawa

ke tempat penggilingan untuk dileburkan. Kemudian hasil

peleburan ini masuk ketempat penyaringan dan partikel-

partikel yang kasar dibuang dengan system sentrifugal. Hasil

saringan ini ditempatkan di beberapa silo (tempat berbentuk

tabung yang tertutup) dan setelah didapat komposisi kimia

yang diinginkan kemudian akan melalui proses pembakaran di

klin.

Gambar 2.1. Dry Process

Wet Process

Material-material mentah dicampur dengan air, lalu

dimasukkan ke tempat penggilingan (grinding mill). Campuran

ini kemudian dipompa melalui vibrating screen. Material-

material yang kasar dikembalikan ke penggilingan, sementara

19

campuran yang lolos yang berupa susupensi ditampung pada

suatu tempat berbentuk kolom-kolom. Di tempat ini, suspensi

mengalami proses rotasi dan pemampatan sehingga didapat

campuran yang homogen. Di tempat ini pula komposisi kimia

suspensi diubah-ubah untuk didapatkan komposisi yang

diinginkan sebelum dibawa ke klin.

Gambar 2.2. Wet Process

b. Proses Pembakaran

Setelah melalui salah satu proses peleburan di atas, campuran

tersebut dimasukkan ke tempat pembakaran (klin). Di klin,

campuran ini berputar-putar kemudian berubah menjadi clinker.

c. Proses Pendinginan

Proses pendinginan sebenarnya telah dimulai ketika temperatur

mulai menurun dari clinkering temperature. Kualitas clinker dan

selesainya pembuatan semen sangat tergantung dari laju

pendinginan-perlahan sekitar 4-5 oC (7-8 oC) sampai suhu 1250 oC, kemudian cepat sekitar 18-20 oC (32-36 oF) permenit.

d. Proses Penggilingan

Pada tabung penggiling ada bola-bola baja, yang dapat

mengakibatkan sekitar 97-99 % energi yang masuk diubah

menjadi panas. Oleh karena itu diperlukan pendinginan, karena

jika terlalu panas akan banyak gypsum yang menghidrasi menjadi

20

kalsium sulfat hemidrat (CSH1/2) atau larutan anhidrit (CS).

Akhirnya dari proses penggilingan didapat bubuk semen yang

diinginkan dari hasil penggilingan clinker dengan gypsum

(CSH2).

Pembuatan suspensi semen dimulai dengan persiapan peralatan

dan material semen, baik berupa semen Portland, air dan additif.

2.3. Peralatan Dan Bahan

2.3.1. Peralatan

1. Timbangan

2. Cetakan Sampel

3. Gelas Ukur

4. Mixer

5. Stopwatch

6. Mud Balance

7. Water Bath

Gambar 2.3 Mixer

21

Gambar 2.4 Timbangan

Gambar 2.5 Cetakan Sampel Silinder

Gambar 2.6 Cetakan Sampel Kubus

22

Gambar 2.7 Gelas Ukur

Gambar 2.8 Mud Balance

Gambar 2.9 Water Bath

23

2.3.2. Bahan

1. Semen

2. Additive

3. Air

Gambar 2.10 Semen

Gambar 2.11 Bentonite

Gambar 2.12 Barite

24

2.4. Prosedur Percobaan

2.4.1. Prosedur Pembuatan Suspensi Semen

1. Menimbang bubuk semen x gram,dengan timbangan

2. Mengukur air dengan WCR (Water Cement Ratio) yang

diinginkan,harga WCR tersebut tidak boleh melebihi batas air

maksimum atau kurang dari batas air minimum.Kadar air

maksimum adalah air yang dicampurkan ke dalam semen tanpa

menyebabkan terjadinya pemisahan lebih dari 3.5 ml,dalam 250

ml suspensi semen jika didiamkan selama 2 jam pada temperature

kamar.Sedang kadar air minimum adalah jumlah air yang dapat

dicampurkan kedalam semen untuk memperoleh konsistensi

maksimum sebesar 30 UC.

3. Jika ingin menggunakan additif, lakukan prosedur sebagai

berikut:

Jika additif berupa padatan,timbang berdasarkan % berat yang

dibutuhkan.Sebagai contoh penambahan tepung silika dalam %

BWOC,dengan berat total semen dan silika seberat 349 gram

adalah:

Silika 10% BWOC dengan berat = 10/100 x 349 gr

= 34,9 gr

Bubuk semen + silika = (349-34.9) gr

= 314,1 gr

Jika additif berupa cairan,% penambahan dilakukan dengan

mengukur volume additif berbanding dengan volume air yang

diperlukan.Sebagai contoh 1.5% HR-13-L,dengan volume total

air sebesar 1000ml, adalah:

Volume HR-a3-L yang diperlukan = 1.6/100 x 1000ml = 15ml

4. Mencampur bubuk semen dengan additif padatan pada kondisi

kering, kemudian air dan additif larutan masukan kedalam mixing

container dan jalankan mixer pada kecepatan rendah 4000 RPM

25

dan masukkan campuran semen dan additif padatan

kedalamannya tidak lebih dari 15 detik, kemudian tutup mixing

container dan lanjutkan pengadukan pada kecepatan tinggi 12000

RPM selama 35 detik..

2.4.2. Prosedur Cetakan Sampel

Untuk kebutuhan pengujian digunakan tiga buah bentuk cetakan

sample sebagai berikut:

1. Cetakan pertama

Berupa kubik berukuran 2x2 in,cetakan sampel ini diperlukan

untuk pengukuran compressive strength standar API.

2. Cetakan kedua

Berupa silinder casing berukuran tinggi 2 in,dan diameter

dalamnya 1 in,cetakan sampel ini diperlukan untuk pengukuran

shear bond strength antara casing dan semen,serta pengukuran

permeabilitas dengan casing

3. Cetakan ketiga

Berupa core silinder berukuran tinggi 1-1/2 in dan diameter

luarnya 1 in.Sampel ini digunakan untuk pengukuran

permeabilitas semen dengan casing dan pengukuran compressive

strength.

2.4.3. Pengkondisian Suspensi Semen

Pengkondisian suspensi semen dimaksudkan untuk

mensimulatorkan kondisi tekanan dan temperatur yang diinginkan.

Pengkondisian dapat dilakukan dengan tekanan atmosfer dan

temperatur sampai 90oC dengan menggunakan water bath

(thermobath). Pengkondisian pada tekanan dan temperatur opersai

dapat dilakukan dengan alat Pressure Curing Chamber.

26

2.5. Pembahasan

Dalam pembuatan suspense semen yang dibutuhkan adalah semen

Portland, air dan additive. Untuk pembuatan suspense semen ini, ada

beberapa hal yang perlu diperhatikan salah satunya water cemen ratio

(WCR). Dalam pembuatan suspense semen ini WCR yang diinginkan tidak

melebihi batas maksimum atau kurang dari batas minimum. Kadar air

maksimum adalah air yang dicampurkan kedalam semen tanpa

menyebabkan terjadinya pemisahan lebih dari 3,5 ml, dalam 250 ml

suspensi semen jika didiamkan selama 2 jam pada temperature kamar.

Sedang kadar air minimum adalah jumlah air yang dapat dicampurkan

kedalam semen untuk memperoleh konsistensi maksimum sebesar 30 cc.

Dalam pratikum ini ada 3 cetakan semen yang dibuat dan masing

berbeda bentuk dan ukuran. Cetakan pertama yang berbentuk kubik dibuat

untuk pengukuran compressive strength. Cetakan kedua berbentuk silinder

dengan tinggi 2 inch untuk pengukuran shear bond strength antara casing

dan semen dan permeabilitas dengan casing. Sedangkan cetakan 3 berbentuk

silinder dengan tinggi 1 atau 2 inch untuk pengukuran permeabilitas semen

dengan casing dan compressive strength.

2.6. Kesimpulan

1. Pembuatan suspensi semen dan cetakan semen ini perlu dilakukan dalam

penentuan shear bond dan compressive strength.

2. Pembuatan suspensi semen dan cetakan semen yang baik akan sangat

mendukung nilai dari shear bond dan compressive strength yang akan

ditentukan kemudian.

3. Operasi penyemanan bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding

lubang bor, melindungi casing dari masalah–masalah mekanis dari suatu

operasi pemboran yang bersifat korosif.

4. Pembuatan suspensi semen yang baik berpengaruh terhadap nilai porous

pada semen.

27

5. Cetakan sample terbagi menjadi 3 macam, yaitu cetakan berbentuk kubik,

cetakan berbentuk silinder dengan diameter dalam 1 in, dan diameter luar

1 in.

6. Jika additif berupa padatan ,maka ditimbang berdasarkan pengukuran

volume semen yang dibutuhkan. Jika additif berupa cairan, maka

dilakukan berdasarkan pengukuran volume additif berbanding dengan

volume air yang diperlukan.

7. Untuk mensimulatorkan kondisi tekanan dan temperatur sesuai yang

diperlukan maka dilakukan pengkondisian semen.

8. Pembuatan suspensi semen dibedakan dalam dua proses, yaitu dry

process dan wet process.

SG Semen = (Ws+Wad+WairVs+Vad+Vair )

BAB III

PENGUJIAN DENSITAS SEMEN


1. Menentukan densitas suspensi semen dengan mud balance.

2. Mengetahui pengaruh penambahan additive terhadap densitas supensi

semen.

3. Mengetahui pengaruh jumlah berat tiap additive terhadap perubahan

densitas semen

4. Menyimpulkan pengaruh jumlah densitas semen terhadap tekanan

hidrostatis.

3.2. Teori Dasar

Densitas suspensi semen didefinisikan sebagai perbandingan antara

jumlah berat bubuk semen, air pencampur dan additive terhadap jumlah

volume bubuk semen , air pencampur dan additive. Dirumuskan sebagai

berikut :

Dimana :

SG Semen= SG suspensi semen

Ws = Berat bubuk semen

Wad = Berat additive

Wair = Berat air

Vs = Volume bubuk semen

Vad = Volume Additif

Vair = Volume Air

28

29

Densitas merupakan berat per unit volume. Densitas dapat dinyatkan

dalam berbagai satuan, misalnya pounds per gallon (ppg), pounds per cubit

feet ( lb/ft3), specific gravity, atau dalam gradient tekanan dalam pounds per

square inch (lb/in2) per 1000 ft lumpur dalam lubang sumur. Satuan yang

terakhir ini sering digunakan karena langsung dapat untuk menghitung

tekanan hidrostatik dari kolom lumpur pada setiap kedalaman lubang

dengan satuan yang sama dimana tekanan pompa dan tekanan reservoir atau

tekanan fluida formasi dihitung. Satuan ini disarankan dalam AAODC-API

laporan Standard Daily Drilling Report.

Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis suspensi semen dalam lubang sumur. Bila formasi tidak sanggup

menahan tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan formasi pecah

sehingga terjadi lost circulation.

Densitas suspensi yang rendah sering digunakan dalam operasi primary

cementing dan remedial cementing, guna menghindari terjadinya fracture

pada formasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan hal-

hal sebagai berikut :

Menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender.

Menambahkan bahan-bahan yang dapat memperbesar volume suspensi

semen, seperti pozzolan.

Sedangkan densitas suspensi semen yang tinggi digunakan bila tekanan

formasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat ditambahkan pasir

atau material – material pemberat kedalam suspensi semen, seperti barite.

Pengukuran densitas di laboratorium berdasarkan dari data berat dan

volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan di

lapangan dengan menggunakan alat ‘pressurized mud balance’. Mud

balance terdiri dari supporting base, cup, lid, dan graduated arm carrying a

sliding weight.

30


3.3.1. Peralatan

1. Timbangan

2. Mixer

3. Mud Balance

Gambar 3.1 Mud Balance

Gambar 3.2 Timbangan Digital

31

Gambar 3.3 Mixer

3.3.2. Bahan

1. Semen

2. Additive (Barite dan Bentonite)

3. Air


Gambar 3.5 Barite

32

Gambar 3.6 Semen


Prosedur percobaan yang dilakukan adalah :

1. Mengkalibrasi peralatan pressured mud balanced sebagai berikut :

Membersihkan peralatan mud balanced

Mengisi cup dengan air hingga penuh lalu ditutup dan

dibersihkan bagian luarnya

Meletakkan kembali mud balanced pada kedudukan semula

Rider ditempatkan pada skala 8,33 ppg

Meneliti nuvo glass, bila tidak seimbang kalibrasikan screw

sampai seimbang.

2. Mempersiapkan suspensi semen yang diukur dan density suspensi

semen dapat menggunakan rumus :

Dimana :

ρ = Massa jenis suspensi semen

Ws = Berat bubuk semen

Wad = Berat additive

Wair = Berat air

Vs = Volume bubuk semen

Vad = Volume Additif

Vair = Volume Air

3. Masukkan suspensi semen kedalam cup balanced, kemudian cup

ditutup dan semen yang melekat pada dinding bagian luar dibersihkan

sampai bersih.

4. Letakkan balance arm pada kedudukan semula, kemudian atur rider

hingga seimbang, baca harga skala sebagai densitas suspensi semen

ρ semen=W s+W add+W air

V s+V add+V air

33

3.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan

3.5.1. Hasil Percobaan

Data hasil Percobaan dalam bentuk analisa dan tabel adalah

sebagai berikut:

Kelas semen : A

Densitas Barite : 4.33 gr/cc

Densitas Bentonite : 2.65 gr/cc

Densitas Semen : 3.14 gr/cc

Volume Air : 276 cc

Berat Semen : 600 gram

34

Tabel 3.1 Hasil Pengujian Densitas Suspensi Semen

Semen

(gram)

Air (ml)

Additif (gram)Volum

e Additif

(ml)

SG Semen (gr/ml

)

SG Semen (ppg)

SG Semen (lb/ft3)

SG Semen

(kg/liter)Barit

eBentonit

e

600 276 0 0 1.8755 15.623117.08

61.875

600 276 0.75 0.173 1.8764 15.630117.14

21.876

600 276 1.5 0.346 1.8773 15.638117.19

91.877

600 276 2.25 0.520 1.8782 15.645117.25

61.878

600 276 3 0.693 1.8791 15.653117.31

31.879

600 276 0 0 1.8755 15.623117.08

61.875

600 276 0.75 0.283 1.8759 15.627117.11

51.876

600 276 1.5 0.566 1.8764 15.630117.14

41.876

600 276 2.25 0.849 1.8769 15.634117.17

31.877

600 276 3 1.132 1.8773 15.638117.20

31.877

600 276 3.75 1.415 1.8778 15.642117.23

21.878

600 276 4.5 1.698 1.8783 15.646117.26

11.878

600 276 5.25 1.981 1.8787 15.650117.29

01.879

600 276 6 2.264 1.8792 15.654117.31

91.879

600 276 6.75 2.547 1.8797 15.658117.34

81.880

600 276 7.5 2.830 1.8801 15.662117.37

71.880

3.5.2. Perhitungan

Contoh Perhitungan pada suspensi semen ke delapan adalah sebagai

berikut:

Berat additif Barite : 0 gr

35

Volume additif : 0 ml

Berat Air

¿ Volume Air, ccρ air, gr/cc

=276 cc1 gr/cc

= 276 gr

Menghitung Volume semen

¿Berat semen , grρ semen , gr/cc

=600 gr3.14 gr/cc

= 191.083 ml

Menghitung Volume Additive

¿Berat additive, grρ additive, gr/cc

=0 gr4.33 gr/cc

= 0 ml

Menghitung SG Semen (satuan gr/cc)

SG=W air+Ws+WaddV air+Vs+Vadd

=(276+600+0 ) gr

(276+191,083+0 )cc

¿1 ,8755=1 .875grcc

Menghitung SG Semen (Satuan ppg)

SG ( ppg ) = 1,8755grcc

x 8,33 = 15.623 ppg

Menghitung SG Semen (Satuan lb/ft3)

SG ( lb/ft3 ) = 1,8755grcc

x 62.43 = 117.086 lb/ft3

Menghitung SG Semen (Satuan lb/ft3)

SG ( kg/liter )= 1,8755grcc

x 1 = 1.8755 kg/liter

36

3.6. Pembahasan

Pada percobaan pengujian densitas ada dua bahan additive yang

digunakan yang digunakan yaitu barite dan bentonite. Dengan menggunakan

sampel semen yang sama yaitu 600 gr dan air 276 ml kemudian

ditambahkan additive dengan jumlah tertentu.

Grafik 3.1. Grafik Hubungan antara Penambahan Additive Barite dan SG Semen (gr/ml)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.51.8730

1.8740

1.8750

1.8760

1.8770

1.8780

1.8790

1.8800

1.8755

1.8764

1.8773

1.8782

1.8791

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive Barite Vs SG Semen (gr/mL)

Barite

Barite

SG C

emen

t (gr

/ml)

Grafik diatas merupakan grafik hubungan ketika suspensi semen

ditambahkan additive barite dan ditentukan hubungannya dengan SG

Semen. Semakin ditambah additive barite, SG Semen akan meningkat pula

secara regular dan tetap menimbulkan selisih yang cukup jauh apabila hasil

perhitungan dibulatkan.

37

Grafik 3.2. Grafik Hubungan antara Penambahan Additive Bentonite dan SG Semen

0 1 2 3 4 5 6 7 81.8730

1.8740

1.8750

1.8760

1.8770

1.8780

1.8790

1.8800

1.8810

1.87551.8759

1.87641.8769

1.87731.8778

1.87831.8787

1.87921.8797

1.8801

Grafik Hubungan antara Panambahan Additive Bentonite Vs SG Semen

Bentonite

Bentonite

SG C

emen

t (gr

/ml)

Sementara untuk penambahan bentonite, peningkatan SGnya tidak

begitu signifikan, akan tetapi setiap penambahan gram secara teliti maka SG

Semen akan naik secara signifikan. Hal ini terjadi bukan karena kesalahan

pengukuran, akan tetapi karena faktor pembulatan dalam perhitungan yang

dilakukan oleh peneliti sebanyak 3 angka dibelakang koma. Baik additive

bentonite dan barite masing – masing berfungsi sebagai menaikkan SG dari

semen. Namun kecenderungan bentonite itu secara teoritis tidak tepat.

Karena fungsi bentonite yaitu menurunkan densitas semen. Hal ini dapat

terjadi karena kesalahan perhitungan.

38

Grafik 3.3 Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite & Bentonite) dan

SG Semen (gr/ml)

0 1 2 3 4 5 6 7 81.8730

1.8740

1.8750

1.8760

1.8770

1.8780

1.8790

1.8800

1.8810

1.87551.8759

1.87641.8769

1.87731.8778

1.87831.8787

1.87921.8797

1.8801

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite & Bentonite) Vs SG Semen (gr/mL)

Barite

Bentonite

Additive (Barite & Bentonite)

SG C

emen

t (gr

/ml)

Berdasarkan grafik 3.3 maka dapat dilihat perubahan densitas semen

saat ditambahkan additive berupa barite dan bentonite. Kedua additive

tersebut menambah densitas semen.

Kedua additive tersebut dapat dibandingkan untuk menambahkan

densitas. Saat semen ditambahkan barite dan bentonite dengan jumlah yang

sama, barite menaikkan densitas semen lebih cepat dibandingkan bentonite.

Densitas suspensi semen yaitu perbandingan antara jumlah berat bubuk

semen,air pencampur dan additive terhadap jumlah volume bubuk semen,air

pencampur dan additive. Densitas suspensi semen sangat berpengaruh

terhadap tekanan hidrostatik suspensi semen didalam lubang sumur,

misalnya saja formasi akan pecah dan terjadi loss circulation apabila

formasi sudah tidak mampu menahan formasi.

Oleh karena itu untuk menjaga densitas semen ada beberapa hal yang

perlu dilakukan yaitu apabila densitas cukup tinggi maka dapat diturunkan

39

dengan menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender. Selain

itu dapat pula dilakukan pembesaran volume suspensi semen dengan

menambahkan bahan tertentu. Sebaliknya apabila densitas suspensi semen

sangat rendah maka dapat ditambahkan pasir atau material-material

pemberat ke dalam suspensi semen atau additive weighting agent untuk

menambahkan densitas suspensi semen.

Densitas suspensi semen yang rendah digunakan pada operasi primary

cementing dan remedial karena setelah dilakukan operasi pemboran kondisi

bore hole serta formasi kita masih lemah. Sedangkan densitas suspensi

semen yang tinggi digunakan pada formasi yang bertekanan tinggi. Dalam

percobaan pengujian densitas semen ini perlu diketahui ukuran besar

specific gravity semen (ppg) dari masing-masing additive seperti barite dan

bentonite,dimana dalam percobaan ini telah diketahui harga densitas barite,

bentonite, semen dan juga berat air dan berat semen atau volume air,

sedangkan volume semen perlu dihitung dulu dengan cara nilai dari berat

semen dibagi dengan densitas semen.

Begitu pula dengan volume masing-masing additive (barite dan

bentonite) dihitung dengan cara nilai berat masing-masing additive dibagi

dengan nilai dari densitas masing-masing additive. Setelah volume additive

tersebut diketahui selanjutnya yang dilakukan adalah perhitungan SG semen

dengan cara berat air ditambah berat semen dan ditambahkan berat additive,

kemudian hasil dari penjumlahan tersebut dibagi dengan hasil dari

penjumlahan antara volume air dengan volume semen dan volume additive.

Setelah nilai SG dari masing-masing additive didapatkan maka

perbandingannya dapat diketahui. Walaupun kedua additive ini mempunyai

fungsi yang sama sebagai bahan yang dapat meningkatkan densitas ternyata

barite lebih baik karena dengan berat yang sama dengan bentonite,barite

lebih mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadap penambahan densitas

dari pada bentonite. Sedangkan dilapangan bentonite digunakan untuk

menurunkan densitas suspensi semen.

40


SG Semen (ppg)

0 1 2 3 4 5 6 7 815.600

15.610

15.620

15.630

15.640

15.650

15.660

15.670

15.62315.627

15.63015.634

15.63815.642

15.64615.650

15.65415.658

15.662

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite & Bentonite) Vs SG Semen (ppg)

Barite

Bentonite


SG C

emen

t (pp

g)

Pada grafik 3.4 menunjukkan grafik hubungan additive penambahan

barite dan bentonite terhadap SG Semen dalam satuan ppg (lb/gal). Dalam

merubah satuan dari gr/cc menjadi ppg dapat dilakukan dengan

mengkalikan hasil dalam gr/cc dengan 8.33. Sehingga didapatkan hasil

dalam satuan ppg (lb/gal).

41


SG Semen (lb/ft3)

0 1 2 3 4 5 6 7 8116.900

116.950

117.000

117.050

117.100

117.150

117.200

117.250

117.300

117.350

117.400

117.450

117.086117.115

117.144117.173

117.203117.232

117.261117.290

117.319117.348

117.377

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite & Bentonite) Vs SG Semen (lb/ft3)

Barite

Bentonite


SG C

emen

t (lb

/ft3)


barite dan bentonite terhadap SG Semen dalam satuan lb/ft3. Dalam

merubah satuan dari gr/cc menjadi lb/ft3 dapat dilakukan dengan

mengkalikan hasil dalam gr/cc dengan 62.43. Sehingga didapatkan hasil

dalam satuan lb/ft3.

42


SG Semen (kg/liter)

0 1 2 3 4 5 6 7 81.873

1.874

1.875

1.876

1.877

1.878

1.879

1.880

1.881

1.8751.876

1.8761.877

1.8771.878

1.8781.879

1.8791.880

1.880

Grafik Hubungan antara Penambahan Additive (Barite & Bentonite) Vs SG Semen (kg/liter)

Barite

Bentonite


SG C

emen

t (kg

/lite

r)


barite dan bentonite terhadap SG Semen dalam satuan kg/liter. Dalam

merubah satuan dari gr/cc menjadi kg/liter dapat dilakukan dengan

mengkalikan hasil dalam gr/cc dengan 1. Sehingga didapatkan hasil dalam

satuan kg/liter.

43

3.7. Kesimpulan

1. Jika barite dan bentonite masing – masing ditambahkan secara terus

menerus pada suspense semen yang berbeda sebesar 0.75 gr, barite

cenederung menaikkan densitas semen, sedangkan bentonite tidak

mengalami perubahan desnitas yang tidak signifikan karena

penambahan densitasnya yang kecil.

2. Barite lebih efektif untuk menaikkan densitas dibanding bentonite

sementara sifat bentonite itu sendiri menurunkan densitas secara

teoritisnya, hal ini terjadi mungkin karena adanya kesalahan

perhitungan pada mud balance.

3. Penambahan additive disesuaikan dengan tekanan hidrostatik yang

harus seimbang dengan tekanan formasi.

4. Penambahan zat additive ke dalam larutan semen akan menambahkan

atau menaikkan harga semen.

5. Penambahan zat additive bentonite ke dalam suspensi semen akan

menaikkan harga SG Semen.

6. Barite lebih mempunyai pengaruh lebih besar terhadap penambahan

densitas daripada bentonite.

7. Jika densitas suatu suspensi semen kecil maka akan mempengaruhi

tekanan suspensi semen tersebut juga kecil.

8. Dalam percobaan suspensi semen yang tidak ditambahkan additive

barite dan bentonite memiliki SG Semen sebesar 15.623 ppg.

BAB IV

PENGUJIAN RHEOLOGI SUSPENSI SEMEN


1. Dapat memahami rheologi dan dapat menentukan harga viskositas

plastik suspensi semen.

2. Mengetahui harga plastic viscosity dan yield point dari suspensi

semen.

3. Mengetahui perbedaaan penambahan additive barite dan bentonite

dalam suspensi semen.

4. Menyimpulkan pengaruh penambahan additive terhadap nilai plastic

viscosity dan yield point suspensi semen.

5. Menentukan additive yang digunakan untuk pengujian rheologi

suspensi semen.

4.2. Teori Dasar

Pengujian rheologi suspensi semen dilakukan untuk menghitung

hidrolika operasi penyemenan. Penggunaan dari hubungan yang tepat pada

perkiraan kehilangan tekanan akibat friksi dan sifat-sifat aliran, suspensi

semen sangat tergantung dari besaran pengukuran parameter rheologi di

laboratorium. Dimana salah satu sifat penting dari hidrolika pemboran

adalah rheologi fluida pemboran yang meliputi sifat sifat aliran. Jenis–jenis

fluida pemboran dapat dibagi menjadi dua kelas, yaitu:

1. Fluida Newtonian

Adalah fluida yang viskositasnya hanya dipengaruhi oleh temperatur

dan tekanan, dengan kata lain adalah fluida yang viskositasnya konstan.

Misalnya air, gas, dan minyak yang encer.

44

45

2. Fluida Non Newtonian

Yang dimaksud dengan fluida Non Newtonian adalah fluida yang

mempunyai viscositas tidak konstan, bergantung pada besarnya geseran

(shear rate) yang terjadi. Fluida Non Newtonian memperlihatkan suatu

yield stress suatu jumlah tertentu dari tahanan dalam yang harus

diberikan agar fluida dapat mengalir seluruhnya. Fluida non Newtonian

terdiri dari: Bingham Plastic, Power Law, Power Law dan Yield Stress

Berikut ini adalah beberapa istilah yang selalu diperhatikan dalam

penentuan rheologi suatu semen pemboran :

Plastic Viscosity seringkali digambarkan sebagai bagian dari resistensi

untuk mengalir yang disebabkan oleh friksi mekanik.

Yield point adalah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh gaya tarik

menarik antar partikel. Gaya tarik menarik ini disebabkan oleh muatan–

muatan pada permukaan partikel yang didispersi dalam fasa fluida.

Gel Strength adalah pembentukan padatan karena gaya tarik–menarik

antara plat–plat clay jika didiamkan, dalam keadaan statis dimana clay

dapat mengatur diri. Oleh karena itu, dengan bertambahnya waktu (yang

terbatas) maka harga gel strength akan bertambah. Gel strength juga

disebut gaya tarik–menarik yang statis.

Ada dua tipe dasar alat yang di gunakan untuk pengukuran rheology

dewasa ini, yaitu : Capillary Pipe Rheometers dan Coaxial Cylinder

Rotational Viscometer, yang di gunakan pada pengukuran rheologi di

laboratorium adalah Rotational Viscometer yang lebih di kenal dengan

Rheometer atau Fann VG meter.

Alat yang digunakan untuk mengetahui sifat rheology adalah Fann VG

Vicometer yang dilengkapi cup heater untuk menaikkan temperatur

suspensi semen. Suspensi semen yang akan dites ditempatkan sedemikian

rupa sehingga mengisi ruang antar bob dan rotor sleeve. Pada saat rotor

berputar, maka suspensi semen akan menghasilkan torque pada bob

46

sebanding dengan viscositas suspensi semen. Untuk menentukan plastic

viscosity (µp) dan yield point (Yp) dalam satuan lapangan digunakan

persamaan Bingham Plastic :

Dimana :

µp = Plastic Viscosity, Cp

Yp = Yield point, lb/100ft2

C600 = Dial reading pada 600 rpm

C300 = Dial reading pada 300 rpm


4.3.1. Peralatan

1. Fann VG Meter

2. Gelas ukur

3. Mixer

4. Timbangan

5. Stopwatch

μp=C600−C300

Y p=C300−μ p

47

Gambar 4.1. Fann VG Meter

Gambar 4.2. Rotor

Gambar 4.3. Mixer

48

Gambar 4.4. Stopwatch

4.3.2. Bahan

1. Bubuk semen kelas A

2. Air

3. Bentonite

4. Barite

Gambar 4.5. Bentonite

49

Gambar 4.6. Barite

Gambar 4.7 Semen


1. Isi bejana dengan suspensi semen yang telah disiapkan sampai batas

yang telah ditentukan.

2. Letakkan bejana pada tempatnya, skala atur kedudukannya

sedemikian rupa sehingga rotor dan bab tercelup ke dalam semen

menurut batas yang telah ditentukan.

3. Gerakan rotor pada posisi high dan tempatkan kecepatan rotor pada

kedudukan 600 rpm. Pemutaran terus dilakukan sehingga kedudukan

skala (dial) mencapai keseimbangan. Catat harga yang ditunjukkan

skala sebagai pembacaan 600 rpm.

4. Tentukan kecepatan menjadi 300 rpm dan catat skala sebagai pembaca

300 rpm.

5. Hitung besarnya plastic viscosity dan yield point dengan

menggunakan persaman :

µp = C600 – C300

Yp = C600 - µp

Dimana :

µp = Plastic Viscosity

50

Yp = Yield Point, lb/ 100 ft2

C300 = Dial Reading pada 300 rpm

C600 = Dial Reading pada 600 rpm

4.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan

4.5.1. Data

Kelas Semen : A

WCR : 46 %

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rheology Suspensi Semen

Semen

(gr)

Air

(ml)

Additif (gr)C30

0

C60

0

μp

(cp)

γp

(lb/100ft²)Barit

e

Bentonit

e

600 276 0 135 155 20 115

600 276 2 172 217 45 127

600 276 4 187 237 50 137

600 276 6 202 262 60 142

600 276 0 172 242 70 102

600 276 2 162 227 65 97

600 276 4 154 217 63 91

600 276 6 130 177 47 83

4.5.2. Perhitungan

Perhitungan penambahan additive barite 2 gr.

o Berat Semen : 600 gr

o Volume Air : 276 cc

o Additive Barite : 2 gr

o C300 : 172

o C600 : 217

51

o Perhitungan Plastic Viscosity

Plastic Viscosity (μp) = C600 – C300

= 217 – 172

= 45 cp

o Perhitungan Yield Point

Yield Point (Yp) = C300 – μp

= 172 – 45

= 127 lb/ 100 ft2

Perhitungan penambahan additive barite 4 gr.

o Berat Semen : 600 gr

o Volume Air : 276 cc

o Additive Bentonite : 4 gr

o C300 : 154

o C600 : 217

o Perhitungan Plastic Viscosity

Plastic Viscosity (μp) = C600 – C300

= 217 – 154

= 63 cp

o Perhitungan Yield Point

Yield Point (Yp) = C300 – μp

= 154 – 63

= 91 lb/ 100 ft2

4.6. Pembahasan

Pengujian rheologi suspensi semen perlu dilakukan untuk menghitung

hidrolika pemboran. Pada percobaan ini sifat suspense semen yang diamati

adalah plastic viscosity dan yield point.

Pada pengujian rheologi suspensi semen ini digunakan komposisi

semen 600 gram, barite dan bentonite antara 0 gr sampai 6 gram dan air 276

52

mL. Suspensi semen yang sudah jadi lalu dimasukkan ke dalam bejana pada

alat Fann VG Meter untuk diukur plastic viscosity dan yield point-nya. Dari

percobaan dengan contoh perhitungan sebagai berikut: ditambahkan 2 gr

barite pada suspensi semen didapat dial reading pada 600 rpm dan 300 rpm

yaitu masing – masing sebesar 217 rpm dan 172 rpm. Kemudian dilakukan

perhitungan, diperoleh plastic viscosity sebesar 45 Cp (pengurangan C600

dengan C300) serta Yield Point 127 lb/100 ft2 (pengurangan C300 dengan µp).

Sebagai pembanding antara barite dan bentonite, dilakukan juga percobaan

penambahan bentonite yang juga ditambahkan sebesar 4 gram kepada

suspensi semen nomor 7. Dari percobaan dengan 4 gr bentonite didapat dial

reading pada 600 rpm dan 300 rpm yaitu masing – masing 217 rpm dan 154

rpm. Kemudian dilakukan perhitungan, diperoleh plastic viscosity sebesar

63 Cp serta yield point 91 lb/100 ft2.

Dari hasil diatas dapat disimpulkan jika masing – masing ditambahkan

sebesar 4 gram akan diperoleh nilai viscositas yang berbeda, sehingga

penambahan additive sangat berpengaruh. Dari hasil diatas dapat dilihat

nilai plastic viscosity dan yield point jika ditambahkan bentonite lebih besar

dibandingkan plastic viscosity dan yield point jika ditambahkan barite. Akan

tetapi, kenyataannya jika ditambahkan bentonite terus menerus maka

viscositas dan yield point-nya akan menurun. Sebaliknya, jika penambahan

barite terus dilakukan maka viscositas dan yield point suspensi semen akan

terus meningkat.

53

Grafik 4.1 Grafik Hubungan Penambahan Additive dengan Plastic Viscosity

0 1 2 3 4 5 6 70

10

20

30

40

50

60

70

8070

65 63

47

20

4550

60

Grafik Hubungan Penambahan Additive Vs Plastic Viscosity

Barite

Bentonite


Plas

tic V

isco

sity

Untuk menguatkan kesimpulan berdasarkan analisa, dibuat grafik

hasil perhitungan plastic viscosity jika ditambahkan additive baik barite

atau bentonite. Dari grafik terlihat bahwa penambahan bentonite akan

cenderung menurunkan viskositas, sedangkan penambahan barite akan

meningkatkan viskositas.

54

Grafik 4.2 Grafik Hubungan Penambahan Additive dengan Yield Point

0 1 2 3 4 5 6 70

20

40

60

80

100

120

140

160

10297

9183

115

127137

142

Grafik Hubungan Penambahan Additive Vs Yield Point

Barite

Bentonite


Yie

ld P

oint

Pada grafik diatas adalah grafik hubungan penambahan additive

dengan yield point. Dapat disimpulkan juga hasilnya sama dengan hasil

perhitungan pada analisa, bahwa penambahan barite juga disamping

meningkatkan viskositas, juga akan meningkatkan nilai yield point.

Sedangkan untuk bentonite, penambahan bentonite memiliki

kecenderungan suspensi semen untuk mengalami penurunan yield point.

Aplikasi di lapangan untuk pengujian rheologi semen ini adalah untuk

menghitung hidrolika operasi penyemenan yang sangat menentukan dalam

operasi pemboran. Dalam hal ini, rheologi semen berhubungan dengan

perkiraan kehilangan tekanan akibat friksi dan sifat–sifat aliran dalam

penyemenan. Untuk memperoleh keberhasilan dalam penyemenan, harus

disesuaikan dengan keadaan formasi.

55

Grafik 4.3 Grafik Hubungan Plastic Viscosity dengan Yield Point

10 20 30 40 50 60 70 800

20

40

60

80

100

120

140

160

10297

9183

115127

137142

Grafik Hubungan Plastic Viscosity Vs Yield Point

Barite

Bentonite

Plastic Viscosity

Yie

ld P

oint

Grafik 4.3 merupakan grafik hubungan antara plastic viscosity dengan

yield point. Berdasarkan grafik tersebut menunjukkan penambahan barite

dan bentonite akan memberikan harga yang berbeda pada sifat aliran suatu

suspensi semen.

4.7. Kesimpulan

1. Sifat fluida dalam rheology adalah viskositas dan yield point. Sifat

fluida sangat berpengaruh dalam proses sirkulasi semen

2. Harga plastic viscosity diperoleh dari selisih antara nilai C600 dan

C300, untuk harga yield point diperoleh dari selisih antara C300 dan

plastic viscosity.

3. Penambahan barite pada suspensi semen akan meningkatkan

viskositas dan yield point, dilihat dari pembacaan C300 dan C600

yang semakin meningkat jika ditambah oleh barite, sehingga

menimbulkan angka selisih yang besar.

56

4. Penambahan bentonite pada suspense semen akan menurunkan

viskositas dan yield point, dilihat dari pembacaan C300 dan C600

yang akan terus turun dan menimbulkan selisih angka yang kecil.

5. Aplikasi di lapangan untuk pengujian rheologi semen ini adalah untuk

menghitung hidrolika operasi penyemenan yang sangat menentukan

dalam operasi pemboran.

6. Penambahan maupun penurunan dari sifat-sifat rheologi pada suspensi

semen sangat berpengaruh terhadap kualitas dari suspensi semen itu

sendiri.

7. Apabila penambahan bentonite semakin besar maka akan semakin

kecil harga yeild point-nya.

BAB V

PENGUJIAN THICKENING TIME


1. Mengukur thickening time suatu suspensi semen

2. Mengetahui peraltan yang digunakan untuk mengukur thickening time

3. Menyimpulkan pengaruh penambahan additif terhadap thickening

time suspensi semen

5.2. Teori Dasar

Thickening time didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan

suspensi semen untuk mencapai konsistensi sebesar 100 UC (Unit of

Consistency). Konsistensi sebesar 100 UC merupakan batasan bagi

suspense semen masih dapat dipompa lagi. Dalam penyemenan yang di

maksud dengan konsistensi adalah viskositas, cuma dalam pengukurannya

ada sedikit perbedaan prinsip. sehingga penggunaan konsistensi ini dapat

dipakai untuk membedakan viskositas pada operasi penyemenan dengan

viskositas pada operasi pemboran (lumpur pemboran).

57

Thickening time semen ini sangatlah penting , waktu pemompaan

harus lebih kecil dari thickening time, karena bila tidak akan menyebabkan

suspensi semen mengeras lebih dahulu. Sebelum sesudah suspense semen

mencapai target yang diinginkan dan bila mengeras didalam casing

merupakan kejadian yang sangat fatal dalam oprasi pemboran selanjutnya.

Untuk sumur-sumur yang dalam dan untuk kolam penyemenannya

yang panjang, diperluakan waktu pemompaan yang lama sehingga

Thickening time harus diperpanjang, untuk memeperpanjang atau

memperlambat Thickening time perlu ditambah retarder kedalam suspensi

semen, seperti kalsium lignosulfat, carboxymenthyl hydroxyethyl cellulose

dan senyawa-senyawa organik.

Pada sumur-sumur yang dangkal maka diperlukan thickening time

yang tidak lama, karena selain target yang akan dicapai tidak terlalu

panjang, juga untuk mempersingkat waktu. Untuk mempersingkat

thickening time, dapat ditambah accelerator kedalam suspensi semen.

Yang termasuk accelerator adalah kalsium klorida, sodium klorida,

gypsum, sodium silikat, air laut dan additif yang tergolong dalam

dispersant.

Perencanaan besarnya thickening time bergantung kepada kedalaman

sumur dan waktu untuk mencapai daerah target yang akan disemen.

Dilaboratorium, pengukuran thickening time menggunakan alat high

pressure high temperature consistometer (HPHT). Disimulasikan pada

kondisi temperature dan tekanan sirkulasi. Thickening time suspense

semen dibaca bila pada alat diatas telah menunjukkan 100 Uc untuk

setandar API. Namun ada perusahaan lainyang menggunakan angka 70 Uc

(seperti pada hudbay) dengan pertimbangan factor keselamatan,

kemudiaan dieksrapolasi ke 100 uc.

Perhitungan konsistensi suspensi semen dilaboratorium ini dilakukan

dengan mengisi sampel kedalam silinder, lalu diputar konstan pada 150

rpm kemudiaan dibaca harga torsinya. Dan harga konsistensi suspensi

semen dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Bc=T−78.220.02

58

Dimana :

Bc = Konsistensi suspense semen

T = Pembacaan harga torsi,g-cm

Peralatan yang digunakan untuk mengukur thickening time suspensi

semen adalah Atmospheric Consistometer digunakan untuk kondisi

tekanan atmosphere dan temperature sampai 220oF, sedangkan HPHT

Consistometer umumnya digunakan pada tekanan sampai 2500 psi dan

BHCT 500oF.


5.3.1. Peralatan

1. Atmospheric Consistometer

2. Stopwatch

3. Mixer

4. Timbangan

5. HPHT Consistometer

Gambar 5.1. Atmospheric Consistometer

59

Gambar 5.2. HPHT Consistometer

Gambar 5.3. Timbangan

5.3.2. Bahan

1. Bubuk Semen Kelas G

2. NaCl

3. Air

Gambar 5.4. NaCl

60

61

Gambar 5.5. Bubuk Semen


Pengujian dengan Atsmospheric Consistometer

1. Siapkan peralatan dan stop watch, sebelum dilakukan pengujian

kalibrasi peralatan yang akan digunakan. Kalibrasi dan pengujiannya

sebagai berikut :

2. Hidupkan switch master dan set temperature pada skala yang

diinginkan.

3. Tuangkan suspensi semen kedalam slurry container sampai ketinggian

yang ditunjukkan oleh batas garis.

4. Paddel yang teah dilapisi grease dipasang pada lid yang telah terpasang

paddel pada slurry container dan masukkan kedalam atmospheric

consistometer.

5. Hidupkan motor dan stop watch dan skala petunjuk dalam selang waktu

tertentu sampai jarum torsi menunjukkan angka 70 BC.

62

5.5. Data Dan Perhitungan

Tabel 5.1. Hasil Pengujian Thickening Time

Semen

(gr)

Air

(ml)

Additive (gr)Thickening Time (uc)

NaCl CMC

600 276 0 14

600 276 1 16

600 276 2 22

600 276 3 23

600 276 0 15

600 276 1 14

600 276 2 10

600 276 3 8

5.6. Pembahasan

Thickening time adalah waktu yang dibutuhkan oleh suspense

semen untuk mencapai 100 UC. Pada percobaan ini ada dua jenis additive

yang digunakan yaitu NaCl dan CMC.

Pada percobaan thickening time ini dilakukan dengan contoh

perhitungan menggunakan komposisi: semen 600 gram, additive NaCl 1

gram dan 276 mL air. Suspensi semen yang telah terbentuk dimasukkan ke

dalam slurry cup sampai batas dan dimasukkan ke dalam Atmospheric

Consistometer, yang merupakan salah satu alat yang dipakai untuk

mengukur konsistensi suspensi semen. Dan didapat nilai thickening

timenya yaitu 16 uc pada additive NaCl 1 gram. Sedangkan pada CMC 1

gram didapat nilai Thickening time 14 uc.

Dari hasil tersebut dapat disimpulkan thickening time jika

ditambahkan NaCl 1 gram lebih besar jika dibandingkan dengan

thickening time jika ditambahkan CMC 1 gram, sehingga semen akan

cepat mongering jika ditambahkan NaCl.

63

Grafik 5.1. Grafik Hubungan Penambahan Additive dengan Thickening Time

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

5

10

15

20

25

15

14

10

8

14

16

22 23

Grafik Hubungan Penambahan Additive Vs Thickening Time

NaClCMC

Penambahan Additive (Gr)

Thick

enin

g Tim

e (u

c)

Dari grafik diatas diperoleh hubungan antara penambahan additive

yang dipakai pada analisa dengan thickening time. Additive yang dipakai

dalam percobaan ini yaitu NaCl dan CMC. Penambahan NaCl ke dalam

suspensi semen akan mempercepat proses thickening time/ pengerasan

suspensi semen. Hal itu terjadi karena NaCl bersifat mengikat H2O

sehingga jumlah volume air dalam suspensiakan berkurang dan

menyebabkan suspensi semen cepat mongering. NaCl termasuk

accelerator yang mempercepat thickening time. Selain itu accelerator juga

bisa berupa CaCl2, Gypsum.

CMC merupakan salah satu contoh additive yang memperlambat/

memperpanjang thickening time (retarder). Contoh retarder yang lain

antara lain Calcium Lignosulfonate dan senyawa–senyawa organic.

Aplikasi di lapangan pengujian thickening time adalah untuk

menentukan setting waktu pemompaan, dimana waktu pemompaan harus

lebih kecil dari thickening time. Jika tidak, dapat mengakibatkan suspensi

64

semen akan mengeras terlebih dahulu sebelum seluruh suspensi semen

mencapai target yang diinginkan.

5.7. Kesimpulan

1. Maksimal konsistensi untuk semen agar bisa dipompa adalah 100 UC.

2. Pengujian thickening time adalah menentukan waktu pemompaan,

dimana waktu pemompaan harus lebih kecil dari thickening time.

3. Thickening time dipengaruhi oleh jumlah additif dan pompa.

4. Pada laboratorium alat yang digunakan adlaah atmospheric

consistometer.

5. Penambahan NaCl dan CMC mempengaruhi nilai thickening time,

NaCl sebagai pengental dapat memperbesar nilai thickening time

karena sifat NaCl yang mengikat. CMC adalah bagian dari retarder

yang berfungsi untuk menurunkan thickening time.

BAB VI

PENGUJIAN FREE WATER


1. Mengukur harga free water pada 2 jam dalam suspensi semen.

2. Mengetahui tujuan dilakukannya pengukuran free water dalam

suspensi semen.

3. Mengetahui pengaruh penambahan additive bentonite dan barite

terhadap free water.

6.2. Teori Dasar

Free water adalah air bebas yang terpisah dari suspensi semen.

Apabila harga free water ini terlalu besar melebihi batas air maksimum

maka akan terjadi pori-pori pada semen. Ini akan mengakibatkan semen

mempunyai permeabilitas besar sehingga dapat menyebabkan kontak

fluida antara formasi dengan annulus dan strength semen berkurang. Hal

tersebut mengakibatkan fungsi semen tidak seperti yang diinginkan yaitu

menyekat casing dengan fluida formasi yang korosif.

Dalam penentuan harga free water ini, hal yang perlu diperhatikan

adalah WCR (Water Cemen Ratio), yaitu perbandingan air yang dicampur

terhadap bubuk semen sewaktu suspensi dibuat. Jumlah air yang

dicampurkan tidak boleh lebih dari kadar air maksimum atau kurang dari

batas air minimum karena akan mempengaruhi baik buruk ikatan

semennya.Batasan air dalam suspensi didefinisikan sebagai kadar

minimum dan kadar maksimum air.

Kadar Minimum Air.

Kadar air minimum adalah jumlah air yang dicampurkan tanpa

menyebabkan konsistensi suspensi semen lebih dari 30 UC. Bila air

yang ditambahkan lebih kecil dari kadar minimumnya, maka akan

65

66

terjadi gesekan-gesekan (friksi) yang cukup besar di annulus sewaktu

suspensi semen dipompakan dan juga akan menaikkan tekanan di

annulus.

Kadar Maksimum Air.

Adalah batas air yang dicampurkan ke dalam campuran suspensi

semen tanpa menyebabkan pemisahan lebih dari 3.5 mL dalam 250

mL suspensi semen, bila didiamkan selama 2 jam pada temperature

kamar.

Kandungan air normal dalam suspensi semen yang direkomendasikan

oleh API dapat di lihat pada table 6.1. Jadi kadar air dalam suspensi semen

harus berada antara kadar minimum dan kadar maksimumnya

Tabel 6.1 Kandungan Air Mineral dalam suspensi Semen yang Direkomendasikan oleh API

API Class Cement

Water (%)By Weight of

Cement

Water

Gal per sackLiter per

sackA & B 46 5.19 19.6

C 56 6.32 23.9

D, E, F dan H 38 4.29 16.2

G 44 4.97 18.8

J (Centative) - - -


67

6.3.1. Peralatan

1. Mixer

2. Timbangan

3. Gelas Ukur

Gambar 6.1. Mixer


Gambar 6.3. Gelas Ukur

6.3.2. Bahan

68

1. Semen

2. Air

3. Bentonite

4. Barite

Gambar 6.4. Barite



1. Gunakan tabung ukur, kemudian isi tabung tersebut dengan suspensi

semen yang akan diukur kadar airnya sebanyak 250 ml

2. Diamkan selama 2 jam sehingga terjadi air bebas pada atas tabung,

catat harga air bebas yang terbentuk.

3. Air bebas yang terjadi tidak boleh lebih dari 3,5 ml

6.5. Data Dan Hasil Perhitungan

69

Semen kelas A

WCR = 46%

Tabel 6.2. Tabel Hasil Pengujian Free Water Selama 2 Jam

Semen

(gr)Air (ml)

Additive (gr) Free Water @ 2 hours

(ml)Bentonite Barite

600 276 0 0,5

600 276 1 0

600 276 2 0

600 276 3 0

600 276 4 0

600 276 5 0,75

600 276 6 0

600 276 7 0

600 276 0 0

600 276 1 0,25

600 276 2 0,1

600 276 3 0

600 276 4 0

600 276 5 0

600 276 6 0

600 276 7 0

6.6. Pembahasan

Free water adalah banyaknya air yang terbebas dari suspense semen.

Free water ini perlu dihitung karena apabila terlalu banyak air bebas

sehingga melebihi batas maksimum maka akan terjadi pori-pori pada

semen sehingga mengurangi kualitas dari semen tersebut.

Pada percobaan ini kita menggunakan semen kelas A dengan

komposisi 600 gram semen ditambah 276 ml air. Setelah itu ditambah

additive dan dapat disimpulkan pengaruh penambahan additive semen

tersebut terhadap free water.

70

Ketika suspensi semen ditambah bentonite sebesar 1 gram, harga free

waternya adalah 0 ml. Lalu, setelah suspense semen ditambah 5 gram

bentonite, harga free water selama 2 jam bernilai 0.75 ml. Akan tetapi,

ketika ditambah 7 gram bentonite harga free waternya kembali turun

menjadi 0 ml. Pada penambahan barite, suspensi semen mula – mula

memiliki 0 ml free water ketika tidak ditambahkan barite. lalu ketika

ditambah 1 gram barite pada suspensi semen, harga free water selama 2

jam adalah 0.25 ml. Lalu kemudian, apabila ditambah 2 gram barite, harga

free waternya malah kembali turun menjadi 0.1 ml.

Grafik 6.1. Grafik Hubungan Penambahan Additive dengan Free Water

0 1 2 3 4 5 6 7 80

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.5

0 0 0 0

0.75

0 0

0

0.25

0.1

00

0 0 0

Grafik Hubungan Penambahan Additive (Barite & Bentonite) Vs Free Water @ 2 jam

BariteBentonite


Free

Wat

er @

2 jam

Dari grafik diatas, disimpulkan bahwa diperlukan kehati – hatian

dalam penambahan additive agar diperoleh nilai free water yang sesuai dan

yang kita inginkan. Karena peningkatan atau pengurangan free water tidak

didasarkan dari keteraturan penambahan additivenya.

71

Secara teoritis, bentonite berfungsi sebagai penghisap/pengabsorb air,

sehingga kadar free water akan berkurang bila bentonite yang ditambahkan

semakin banyak. Namun bila free water terlalu sedikit, menyebabkan

semen memiliki friksi yang besar terhadap lubang bor, akibatnya formasi

bisa retak atau pecah.

Secara teori, Barite dapat menurunkan free water. Sehingga, bila

Barite yang ditambahkan semakin banyak, maka free water yang diperoleh

semakin sedikit. Free water yang terlalu besar dapat menghasilkan pori–

pori pada semen yang berarti bahwa permeabilitasnya besar akibatnya

semen kurang kokoh.

6.7. Kesimpulan

1. Harga free water ditentukan selama 2 jam setelah didiamkan di suhu

kamar

2. Harga free water tidak boleh lebih dari kadar air maksimum dan

kurang dari kadar air minimum.

3. Free water tidak memiliki hubungan dengan filtration loss.

4. Free water menyatakan besarnya pori pada semen ketika keringnya

semen akibat hilangnya air bebas ke formasi dengan permeabilitas

formasi yang baik.

5. Jumlah dan gram additive yang dipakai tidak mempengaruhi nilai

free water, sehinggal dalam melakukan penyemenan diperlukan

ketelitian dan kehati-hatian dalam penambahan air dan additive.

BAB VII

PENGUJIAN FILTRATION LOSS


1. Mengukur harga filtration loss selama 30 menit dengan percobaan dan

perhitungan pada suspensi semen.

2. Mengetahui tujuan dan maksud dari pengukuran filtration loss.

3. Menyimpulkan pengaruh penambahan bentonite dan kerosene

terhadap filtration loss suspensi semen.

7.2. Teori Dasar

Filtration Loss Adalah peristiwa hilangnya cairan dari suspensi semen

kedalam formasi permeable yang dilaluinya. Cairan ini sering disebut

dengan filtrat. Filtrat yang hilang tidak boleh terlalu banyak, karena akan

menyebabkan suspense kekurangan air. Kejadian in sering desebut dengan

flash set. Bila suspensi semen mengalami flash set maka akan mengalami

friksi di anulus dan juga mengakibatkan pecahnya formasi. Untuk

mengontrol besar kecilnya filtration loss dapat digunakan :

1. Fluid Loss Control Agents.

Yaitu additif-additif yang berfungsi mencegah hilangnya fasa

liquid semen ke dalam formasi sehingga terjaga kandungan cairan

dalam suspensi semen. Additive – additive yang termasuk kedalam fluid

loss control agents diantaranya polymer, CMHEC, dan latex.

2. Lost Circulation Control Agents.

Yaitu additive yang berguna mengontrol hilangnya suspensi semen

ke dalam formasi yang lemah atau bergua. Biasanya Material loss

circulation yang dipakai pada pemboran digunakan pula dalam suspensi

semen. Additive yang termasuk dalam lost circulation control agents

diantaranya gilsonite, cellophane flakes, gipsum, bentonite, dan nut

shells.

72

73

Pengujian filtration loss di laboratorium menggunakan alat filter

press pada kondisi temperetur sirkulasi dengan tekanan 1.000 psi.

namun filter loss mempunyai kelemahan yaitu temperatur maksimum

yang bisa digunakan hanya sampai 28o C(180oF).

Filtration loss diketehui dan volume filtrat yang ditampung didalam

tabung atau gelas ukur selama 30 menit masa pengujian maka besarnya

filtratiom loss dapat diketahui dengan rumus :

dimana :

F30 = filtrat pada 30 menit ,ml

Ft = filtrat pada t menit , ml

t = waktu pengukuran

Pada primary cementing, filtration loss diijinkan sekitar 150 - 250

cc. yang diukur selama 30 menit dengan menggunakan saringan

berukuran 325 msh dan pada tekanan 1000 psi. sedangkan pada squeeze

cementing, filtration loss diijinkan sekitar 55 – 65 cc selama 30 menit.

F30=Ft (5.477 /√t )

74


7.3.1. Peralatan

1. Mixer

2. Timbangan

3. Gelas Ukur

4. Stopwatch

5. Filter Press

Gambar 7.1. Mixer


75

Gambar 7.3 Gelas Ukur

7.3.2. Bahan

1. Semen

2. Bentonite

3. Kerosine

4. Air

Gambar 7.4. Semen

76

Gambar 7.5. Kerosene



1. Persiapkan alat filter proses dan segera pasang filter paper secepat

mungkin dan letakkan gelas ukur dibawah silinder untuk menampung

fluid filtrate.

2. Tuangkan suspense semen ke dalam silinder dan segera tutup rapat.

Kemudian alirkan udara atau gas N2 dengan tekanan 1000 psi.

3. Catat volume filtrate sebagai fungsi waktu dengan stop watch, interval

pengamatan setiap 2 menit pada 10 menit pertama, kemudian setiap 5

menit untuk 20 menit selanjutnya. Catat volume filtrate pada menit ke-

25.

4. Harga filtration loss diketahui dari volume filtrate yang ditampung

dalam gelas ukur selama 30 menit massa pengujian. Bila waktu

77

pengujian tidak sampai 30 menit, maka besarnya filtration loss dapat

diketahui dengan rumus :

dimana :

F30 = filtrat pada 30 menit ,ml

Ft = filtrat pada t menit , ml

t = waktu pengukuran

5. Hentikan penekanan udara atau gas N2, buang tekanan udara dalam

silinder dan sisa suspense semen yang di dalam silinder tuangkan

kembali ke dalam breaker.

7.5. Data Dan Perhitungan

7.5.1. Data

Berat Semen = 600 gram

Volume Air= 276 ml

F30=Ft (5.677 /√t )

78

Tabel 7.1. Hasil Pengujian Filtration Loss Selama 30 Menit

Semen

(gr)Air (ml)

AdditiveFiltration loss @

30 menit

Percobaan (ml)

Filtration loss @

30 menit

Perhitungan (ml)Bentonite Kerosine

600 276 0 93 96.441

600 276 1 124 124.444

600 276 2 94 97.478

600 276 3 115.5 119.774

600 276 4 84.5 87.627

600 276 5 129 133.773

600 276 6 120 124.44

600 276 7 89 92.293

600 276 0 143.5 148.81

600 276 2 60.5 62.739

600 276 4 139.5 144.662

600 276 6 110.5 114.226

600 276 8 111.5 115.223

600 276 10 112.15 116.23

600 276 12 113 117.181

600 276 14 108.5 112.515

7.5.2. Perhitungan

Contoh Perhitungan Filtration Loss pada Suspensi Semen No. 2


Volume Air = 176 ml

Filtration Loss @ 30 Menit Percobaan = 120 ml

Filtration Loss @ 30 Menit Perhitungan

F30=FLpercobaan x5,677

√ t=120 ml x

5,677

√30=124 . 444 ml

Menghitung Faktor Koreksi Akibat Perbedaan Nilai Filtration Loss

79

(124.444−120 ) ml124.444 ml

x 100%=3 .571084 %

7.6. Pembahasan

Filtration loss merupakan peristiwa hilangnya cairan dalam suspense

semen ke dalam formasi yang permeable yang dilaluinya. hal ini adalah

sesuatu yang dihindari karena dapat menyebabkan suspense semen

kekurangan air. Akibat kekurangan air ini, maka terjadilah flash set dan

menyebabkan runtuhnya formasi.

Pada primary cementing,filtration loss yang diperbolehkan sekitar 150

– 250 cc,sedangkan squeeze cementing filtration loss yang diperbolehkan

sekitar 55 – 65 cc.Dalam percobaan ini pengukuran filtration loss yang

dilakukan adalah pengukuran selama 30 menit dan juga dilakukan

perhitungannya.

Pada percobaan ini digunakan penambahan additif ke semen dasar

yaitu bentonite dan kerosine,Banyaknya penambahan additif bukan berarti

harga filtration lossnya meningkat,dalam percobaan ini yang terlihat

adalah filtration lossnya cenderung naik turun seiring dengan penambahan

additif tersebut.Filtratio loss @ 30 menit perhitungan dapat dilakukan

dengan cara menggunakan nilai dari filtration loss percobaan dikalikan

dengan ketentuan 5.677 yang telah dibagi dengan jumlah waktu yang

diakarkan.Dalam percobaan ini ukuran filtration loss @ 30 menit

percobaan maupun perhitungan tidak ada yang melebihi batas yang

diperbolehkan.

80

Grafik 7.1. Grafik Penambahan Additive dengan Filtration Loss Percobaan

0 2 4 6 8 10 12 14 160

20

40

60

80

100

120

140

160

143.5

60.5

139.5

110.15

111.5

112.15

113

108.593

120

94

115.5

84.5

129

120

89

Grafik Hubungan Penambahan Additive Vs Filtration Loss @ 30 menit Percobaan

Bentonitekerosine

Additive (Bentonite & Kerosin)

Filtra

tion L

oss @

30 m

enit

Perco

baan

Pada grafik diatas adalah grafik hubungan penambahan berat additive

vs filtration loss pada 30 menit percobaan. Setelah diperoleh filtration loss

berdasarkan spesifikasi berat additive yang bervariasi, diperoleh grafik

diatas dan memperkuat hasil analisa bahwa penambahan berat additive

tidak terikat dengan filtration loss, jadi diperlukan ketelitian dalam

penambahannya. Pada additive kerosene, cenderung lebih membuat stabil

filtration loss.

81

Grafik 7.2. Grafik Penambahan Additive dengan Filtration Loss Perhitungan

0 2 4 6 8 10 12 14 160.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000148.734

62.707

144.588

114.168

115.567

116.241

117.122

112.45796.392

124.377

97.429

119.713

87.582

133.705124.377

92.246

Grafik Hubungan Penambahan Additive (Bentonite & Barite) Vs Filtration Loss @ 30 menit Perhitungan

BentoniteKerosine

Additive (Bentonite & Kerosin)

Filtra

tion L

oss @

30 m

enit

Perh

itung

an

Pada grafik penambahan additive dengan filtration loss perhitungan,

umumnya bentuk kurva sama dengan grafik sebelumnya. Akan tetapi, nilai

filtration loss antara perhitungan dan percobaan berbeda. Hal ini terjadi

karena adanya faktor koreksi yang dilakukan dalam perhitungan. Faktor

koreksi dalam perhitungan bernilai 3.571084%.

82

Grafik 7.3. Grafik Penambahan Additive Bentonite dengan Filtration Loss

0 1 2 3 4 5 6 7 80

20

40

60

80

100

120

140

160

96.392

124.377

97.429

119.713

87.582

133.705

124.377

92.246

93

120

94

115.5

84.5

129120

89

Grafik Hubungan Penambahan Additive (Bentonite) Vs Filtration Loss @ 30 menit

FL PercobaanFL Perhitungan

Additive (Bentonite )

Filtr

ation

Loss

@ 3

0 m

enit

Grafik 7.4. Grafik Penambahan Additive Kerosine dengan Filtration Loss

0 2 4 6 8 10 12 14 160

20

40

60

80

100

120

140

160148.734

62.707

144.588

114.168 115.567 116.241 117.122

112.457

143.5

60.5

139.5

110.15 111.5 112.15 113108.5

Grafik Hubungan Penambahan Additive (Kerosine) Vs Filtration Loss @ 30 menit

FL PercobaanFL Perhitungan

Additive (Kerosine)

Filtra

tion L

oss @

30 m

enit

83

Grafik penambahan additive bentonite dan kerosine terhadap filtration

loss pada percobaan dan perhitungan.

7.7. Kesimpulan

1. Harga filtration loss percobaan dianalisa di laboratorium dan

percobaan loss perhitungan dihitung setelah filtration loss

percobaan diperoleh.

2. Harga filtration loss perhitungan selalu lebih besar dari filtration

loss percobaan setelah dikoreksi.

3. Filtrat yang terlalu banyak hilang akan menyebabkan suspensi

semen kekurangan cairan sehingga terjadi flash set lalu formasi

runtuh.

4. Filtration loss penyemenan dipengaruhi oleh water loss.

5. Penambahan additive tidak mempengaruhi filtration loss.

6. Penambahan bentonite pada dasarnya mengurangi filtration loss

karena sifatnya yang menyerap air, tetapi penambahannya perlu

diperhatikan secara teliti agar mendapatkan filtration loss yang

diharapkan.

7. Kerosene pada dasarnya mampu mempertahankan nilai filtration

loss.

BAB VIII

PENGUJIAN COMPRESSIVE STRENGTH


1. Melakukan perhitungan compressive strength suspensi semen

2. Mengetahui hubungan penambahan additif (bentonite dan NaCl)

terhadap compressive strengtth.

3. Mengetahui hubungan antara pembebanan maksimum terhadap

compressive strength

8.2. Teori Dasar

Setelah batuan semen dilepas dari cetakan, kemudian ditempatkan pada

alat hydraulic press dimana diisi sampel akan ditekan secara axial sampai

batuan pecah. Compressive strength dapat ditentukan dengan melihat harga

tekan pada saat terjadi peretakan (pecah) menyilang dari sampel yang diuji.

Pada saat sampel ditempatkan pada hydraulic press untuk pengukuran

strength semen, harga pembebanan diatur tergantung pada antisipasi harga

strength dari sampel semen. Pengukuran compressive strength semen

dirancang untuk mendapatkan beberapa indikasi mengenai kemampuan

semen untuk mengisolasi lapisan batuan dan untuk melindungi serta

menyokong casing.

Compressive strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam

menahan tekanan-tekanan yang berasal dari formasi maupun dari casing.

Sedangkan untuk shear strength didefinisikan sebagai kekuatan semen

dalam menahan berat casing. Jadi compressive strength menahan tekanan-

tekanan dalam arah horizontal, sedangkan shear strength menahan tekanan-

tekanan dalam arah vertikal.

Seperti sifat-sifat suspensi semen yang lain, compressive strength

dipengaruhi juga oleh additive. Adapun additive itu berfungsi untuk

menaikkan compressive strength dan juga untuk menurunkan compressive

84

85

strength. Additive untuk menaikkan compressive strength diantaranya adalah

kalsium klorida, pozzolan, barite. Sedangkan additive untuk menurunkan

compressive strength adalah bentonite, sodium silikat. Dalam percobaan kali

ini digunakan bentonite dan NaCl sebagai zat additive. Dalam mengukur

compressive strength digunakan alat hydraulic press.

Untuk mencapai hasil penyemenan yang diinginkan, maka strength

semen harus:

Melindungi dan menyokong casing.

Menahan tekanan hidrolik yang tinggi tanpa terjadinya perekahan.

Menahan goncangan selama operasi pemboran dan perforasi.

Menyekat lubang dari fluida yang korosif

Menyekat antar lapisan yang permeabel

Setelah batuan semen dilepas dari cetakan, kemudian ditempatkan pada

alat hydraulic press dimana diisi sampel akan ditekan secara axial sampai

betuan pecah. Compressive Strength dapat ditentukan dengan melihat harga

tekan pada saat terjadi peretakan (pecah) menyilang dari sample yang diuji.

Pada saat sampel ditempatkan pada hydraulic press untuk pengukuran

strength semen, harga pembebanan diatur tergantung pada antisipasi harga

strength dari sampel semen. Pengukuran compressive strength semen

dirancang untuk mendapatkan beberapa indikasi mengenai kemampuan

semen untuk mengisolasi lapisan batuan dan untuk melindungi serta

menyokong casing.

Curing Chamber dapat mensimulasikan kondisi lingkungan semen

untuk temperatur dan tekanan tinggi sesuai dengan temperatur dan tekanan

formasi. Hydraulic Mortar merupakan mesin pemecah semen yang sudah

mengeras dalam curing chamber. Strength minimum yang

direkomendasikan oleh API untuk dapat melaanjutkan operasi pemboran

adalah 6.7 Mpa ( 1,000 psi ). Dalam mengukur strength semen sering kali

yang diukur adalah compressive strength dari pada shear strength. Untuk

mencapai hasil penyemenan yang diinginkan, maka strength semen harus

86

melindungi dan menyokong casing, menahan tekanan hidrolik yang tinggi

tanpa terjadinya perekahan, menahan goncangan selama operasi pemboran

dan perforasi, menyekat lubang dari fluida formasi yang korosif, menyekat

antar lapisan yang permeabel.


8.3.1. Peralatan

1. Hydraulic Pump

2. Motor

3. Bearing Block Machine Hydraulic Mortar

4. Manometer Pengukur Tekanan

Gambar 8.1. Hydraulic Pump

Gambar 8.2. Bearing Block Machine Hydraulic Mortar

87

Gambar 8.3. Manometer

8.3.2. Bahan

1. Semen

2. Bentonite

3. NaCl

4. Air

Gambar 8.4. NaCl

88



1. Bersihkan permukaan sampel dari tetesan air dan pasir atau gerusan

butiran agar tidak menempel pada bearing blok mesin penguji.

2. Periksa permukaan sampel apakah sudah benar-benar rata, apabila

belum ratakan dengan menggunakan gerinda.

3. Letakkan sampel semen dalam block bearing dan atur supaya tepat di

tengah-tengah permukaan block bearing di atasnya dan block bearing

di bawahnya, sampel semen harus berdiri vertikal.

4. Perkiraan tekanan maksimum retak (pecah), apabila lebih dari 3000 psi

(skala manometer) beri pembebanan awal setengah tekanan

maksimum, bila kurang dari 3000 psi pembebanan awal tidak

diperlukan.

5. Perkiraan laju pembebanan sampai maksimum tidak kurang dari 20

detik dan lebih dari 80 detik.

6. Hidupkan motor penggerak pompa dan jangan lakukan pengaturan

(pembetulan) pada kontrol testing selama pembebanan sampai

didapatkan pembebanan maksimum ketika batuan pecah.

7. Catat harga pembebanan maksimum tersebut.

8. Lakukan perhitungan compressive strength semen, dengan

menggunakan rumus :

89

CS = k x P (A1 / A2)

Dimana :

CS = Compressive strength semen, psi

P = Pembebanan maksimum, psi

A1 = Luas penampang block bearing dari hydraulic

mortar, in2

A2 = Luas permukaan sampel semen, in2

k = Konstanta koreksi, fungsi dari perbandingan tinggi

(t) terhadap diameter (D)

Tabel 8.1 Perbandingan t / D terhadap koefisien faktor

t/d Koefisien Faktor

1.75 0.98

1.5 0.96

1.25 0.93

1 0.87

90


8.5.1. Data

Tabel 8.2 Hasil Pengujian Compressive Strength

Semen (gr)

Air (ml)

Aditif (gr) P (Pembebanan Maksimum),

psi

Diameter Bearing

(in)

Dr1

(in)r2

(in)t (in) t / D

Koefisien faktor (k)

A1 (in) A2 (in)Compresive

Strength (psi)Bentonite NaCl (in)

600 276 0 260 6.5 0.96 3.25 0.48 1.614 1.681250 0.974500 33.16625 0.723456 11670.371

600 276 0.5 253 6.5 1.01 3.25 0.505 1.614 1.598019 0.967841 33.16625 0.800778 10134.038

600 276 1 252 6.5 1.06 3.25 0.53 1.614 1.522641 0.961811 33.16625 0.882026 9061.325

600 276 1.5 245 6.5 1.11 3.25 0.555 1.614 1.454054 0.954486 33.16625 0.967198 7950.860

600 276 2 238 6.5 1.16 3.25 0.58 1.614 1.391379 0.946966 33.16625 1.056296 7004.763

600 276 2.5 234 6.5 1.21 3.25 0.605 1.614 1.333884 0.940066 33.16625 1.149318 6273.713

600 276 3 232 6.5 1.26 3.25 0.63 1.614 1.280952 0.933714 33.16625 1.246266 5689.168

600 276 3.5 229 6.5 1.31 3.25 0.655 1.614 1.232061 0.925694 33.16625 1.347138 5155.417

600 276 1.5 143 6.5 0.96 3.25 0.48 1.614 1.681250 0.974500 33.16625 0.723456 6418.704

600 276 2 152 6.5 1.01 3.25 0.505 1.614 1.598019 0.967841 33.16625 0.800778 6088.434

600 276 2.5 158 6.5 1.06 3.25 0.53 1.614 1.522641 0.961811 33.16625 0.882026 5681.307

600 276 3 173 6.5 1.11 3.25 0.555 1.614 1.454054 0.954486 33.16625 0.967198 5614.281

600 276 3.5 183 6.5 1.16 3.25 0.58 1.614 1.391379 0.946966 33.16625 1.056296 5386.016

600 276 4 205 6.5 1.21 3.25 0.605 1.614 1.333884 0.940066 33.16625 1.149318 5496.201

600 276 4.5 223 6.5 1.26 3.25 0.63 1.614 1.280952 0.933714 33.16625 1.246266 5468.467

600 276 6 227 6.5 1.31 3.25 0.655 1.614 1.232061 0.925694 33.16625 1.347138 5110.392

91

8.5.2. Perhitungan

Perhitungan suspensi semen 3, dengan data yang diketahui adalah:


Volume air = 276 ml

Diameter Bearing = 6.5 inch

Jari–jari bearing (r1) = 3.25 inch

t = 1.614 inch

berat bentonite = 1 gram

Diameter sampel = 1.06 inch

Pembebanan maksimum = 252 psi

Perhitungan A1

Diameter Bearing = 6.5 in

r1 = 3.25 in

A1 = 3.14 x ( r1 )2

= 3.14 x ( 3.25 in )2

= 33.16625 in2

Perhitungan A2

r2 = D / 2

= 1.06 in / 2

= 0.53 in

A2 = 3.14 x ( r2 )2

= 3.14 x ( 0.53 in )2

= 0.882026 in2

Perbandingan t/d

t/d = 1.614 in / 1.06 in

= 1.522641

Koefisien Faktor

Menggunakan interpolasi antara nilai t/d perhitungan

dengan t/d tabel. t/d perhitungan sebesar 1.522641 berada di

92

tengah tengah nilai t 1.75 dan 1.5. Nilai k 1.75 adalah 0.98 dan

nilai k dari 1.5 adalah 0.96.

1.75−1.5226411.75−1.5

= 0.98−k0.98−0.96

0.2273590.25

=0,98−K0.02

0.00454718=0.245−0.25 K

K=0 .9618113

Perhitungan comperessive Strength

Compressive Strength (CS) = K x P x ( A1 / A2)

= 0.9618113 x 252 psi

(33.16625 in2 / 0.882026 in2)

= 9113.924112 psi

8.6. Pembahasan

Compressive strength dihitung agar semen dapat memberikan

beberapa indikasi mengenai kemampuan semen mengisolasi lapisan batuan

dan untuk melindungi serta menyokong casing. Pada percobaan ini

dilakukan penambahan additive dengan bentonite dan NaCl. Selain itu, luas

dari semen, luas dari penampang bearing, pembebanan maksimum, dan

koefisien t/d juga mempengaruhi nilai dari compressive strength.

k0.98 0.96

1.5

1.522641

1.75

93

Grafik 8.1 Grafik Hubungan Penambahan Additive dan Compressive Strength

0 1 2 3 4 5 6 70.000

2000.000

4000.000

6000.000

8000.000

10000.000

12000.000

14000.000

11670.371

10134.0389061.325

7950.8607004.763

6273.7135689.168

5155.417

6418.7046088.434

5681.307 5614.2815386.016

5496.2015468.467

5110.392

Grafik Hubungan Penambahan Additive (Bentonite & NaCl) Vs Compressive Strength

NaClBentonite

Additive (Bentonite & NaCl)

Comp

ressi

ve St

reng

th

Grafik 8.1 di atas menggambarkan hubungan additive dengan

compressive strength dan pada percobaan ini additive yang digunakan

adalah bentonite dan NaCl. Dapat terlihat bahwa penambahan bentonite

mengurangi nilai compressive strength secara teratur. Sementara untuk

penambahan NaCl terhadap suspensi semen menyebabkan nilai compressive

strenthnya bergerak secara konstan, terkadang apabila ditambahkan additive

secara beberapa gram, bisa meningkatkan compressive strength atau

menurunkan compressive strength.

94

8.7. Kesimpulan

1. Semakin besar harga pembebanan maksimum yang diberikan, maka

semakin besar juga compressive strength semen.

2. Apabila luas permukaan sampel semakin kecil, maka compressive

strength semen semakin besar.

3. Penambahan additif bentonite berbanding terbalik terhadap

compressive strength.

4. Penurunan grafik compressive strength pada NaCl lebih stabil

dibandingkan dengan compressive strength pada bentonite.

5. Semakin besar nilai compressive strength semen, maka semakin kuat

semen menahan tekanan dari casing dan formasi.

BAB IX

PENGUJIAN SHEAR BOND STRENGTH


1. Mengukur shear bond strength dari suatu sampel semen.

2. Mengetahui pengaruh penambahan additive terhadap shear bond

strength.

3. Mengetahui pengaruh harga shear bond strength pada saat melakukan

cementing.

9.2. Teori Dasar

Dengan lubang pemboran, semen sangat dipengaruhi oleh pembebanan

trixial yang kompleks dan failure stress merupakan pembebanan utama dari

penelitian untuk standard compressive strength dari ikatan antara semen

dengan casing atau semen dengan formasi batuan. Untuk itulah dilakukan

pengukuran shear bond strength semen.

Shear bond strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam

menahan tekanan–tekanan yang berasal dari berat casing atau menahan

tekanan–tekanan dalam arah yang vertikal. Sedangkan compressive strength

adalah kekuatan semen dalam menahan tekanan yang berasal dari arah

horizontal.

Pengukuran shear bond strength ini dilakukan karena pada saat

pengukuran compressive strength tidak menunjukkan harga shear strength

dari ikatan antara semen dengan casing atau semen dengan formasi batuan.

Pengukuran shear bond strength di laboratorium dilakukan dengan

menggunakan Hydraulic Press. Pengukuran shear bond strength dapat

diketahui dengan melihat harga tekanan pada saat terjadi peretakan (pecah)

menyilang dari sampel yang diuji dimana harga pembebanan diatur

tergantung pada antisipasi harga strength dari sampel semen.

95

96

Untuk mencapai hasil penyemenan yang diinginkan maka strength

semen harus mampu untuk :

Melindungi dan menyokong casing.

Menahan tekanan hidrolik tinggi tanpa terjadi perekahan.

Menahan goncangan selama operasi pemboran dan perforasi .

Menyekat lubang dari fluida formasi yang korosif.

Menyekat antar lapisan yang permeabel.

Penilaian penyemanan biasa berdasarkan compressive strength atau

tensile strength dari batuan semen, dengan asumsi bahwa materialnya

memenuhi syarat untuk pembentukan strength yang baik serta menghasilkan

suatu ikatan yang kuat. Pada kenyataan dilapangan bahwa asumsi di atas

tidak selalu benar. Untuk itulah diperlukan suatu pegujian di laboratorium

terhadap kualitas semen ini.

Harga shear bond strength dapat dicari dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut:

SBS = k x p [A1 / π D h)]

Dimana :

SBS = Shear bond strength, psi

A1 = Luas Bearing Block Hydraulic Mortar, in2

D = Diameter dalam casing sampel (semen), in

h = Tinggi sampel semen,in

p = Pembebanan maksimum, psi


(h) terhadap diameter (D)

97

Untuk h/D yang lebih kecil dari 2 maka dapat digunakan tabel dibawah ini:

Tabel 9.1 perbandingan t/d terhadap koefisien faktor

t/d Koefisien Faktor

1.75 0.98

1.5 0.96

1.25 0.93

1 0.87


9.3.1. Peralatan

1. Pompa Hydraulic

2. Motor

3. Bearing block hydraulic mortar

4. Manometer

5. Mold Silinder

6. Batang Pendorong

Gambar 9.1. Hydraulic Pump

98

Gambar 9.2. Bearing Block Machine Hydraulic Mortar

Gambar 9.3. Manometer

Gambar 9.4. Holder Silinder Penyangga

99

9.3.2. Bahan

1. Semen

2. Bentonite

3. NaCl

4. Air

Gambar 9.5 Semen


100

Gambar 9.7. NaCl


1. Bersihkan permukaan sampel dan permukaan mold dari tetesan air dan

pasir atau gerusan butiran semen agar tidak menempel pada bearing

block mesin penguji.

2. Letakkan mold silinder yang berisi sampel semen pada holder silinder

penyangga yang didudukkan pada bearing block hydraulic bagian

bawah. Posisi sampel harus berdiri vertikal.

3. Dudukan pendorong pada permukaan sampel semen dan turunkan

posisi bearing block hydraulic bagian atas dengan memutar tangki

pengontrol spiral.

4. Perkirakan laju pembebanan sampai maksimum tidak kurang dari 20

detik dan tidak lebih dari 80 detik. Jangan lakukan pengaturan

(pembetulan) pada kontrol testing motor selama pembebanan sampai

jadi pergeseran sampal semen dari casing sampal.

5. Catat harga pembebanan geser maksimum, kemudian shear bond

strength dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Dimana :

SBS = Shear bond strength, psi

SBS = k x p [A1 / (π D h)]

101

A1 = Luas Bearing Block Hydraulic Mortar, in2

D = Diameter dalam casing sample (semen), in

h = Tinggi sampel semen,in

p = Pembebanan maksimum, psi


(t) terhadap diameter (D)

Penentuan nilai Konstanta koreksi dapat menggunakan tabel 9.1

Perbandingan t / D terhadap koefisien faktor.

102


9.5.1. Data

Tabel 9.2. Hasil Pengujian Shear Bond Strength

Semen

(gr)

Air

(ml)

Additive (gr)

Pembebanan

Maksimum

(psi)

Diameter

Bearing

(in)

D

(in)

r1

(in) A1 (in)2 h (in) t (in) t / D

Koefisien

faktor

(K)

Shear Bond

Strength

(psi)Bentonite NaCl

600 276 0 257 6.5 0.96 3.25 33.166 2.01 1.614 1.681250 0.974500 1377.398

600 276 0.5 250 6.5 1.01 3.25 33.166 2.51 1.614 1.598020 0.967842 1007.372

600 276 1 249 6.5 1.06 3.25 33.166 3.01 1.614 1.522642 0.961811 788.261

600 276 1.5 242 6.5 1.11 3.25 33.166 3.51 1.614 1.454054 0.954486 620.897

600 276 2 235 6.5 1.16 3.25 33.166 4.01 1.614 1.391379 0.946966 500.193

600 276 2.5 231 6.5 1.21 3.25 33.166 4.51 1.614 1.333884 0.940066 415.403

600 276 3 229 6.5 1.26 3.25 33.166 5.01 1.614 1.280952 0.933714 353.077

600 276 3.5 226 6.5 1.31 3.25 33.166 5.51 1.614 1.232061 0.925695 302.410

600 276 1.5 140 6.5 0.96 3.25 33.166 1.73 1.614 1.681250 0.974500 871.775

600 276 2 149 6.5 1.01 3.25 33.166 2.23 1.614 1.598020 0.967842 675.779

600 276 2.5 150 6.5 1.06 3.25 33.166 2.73 1.614 1.522642 0.961811 523.559

600 276 3 170 6.5 1.11 3.25 33.166 3.23 1.614 1.454054 0.954486 473.977

600 276 3.5 182 6.5 1.16 3.25 33.166 3.73 1.614 1.391379 0.946966 416.464

600 276 4 202 6.5 1.21 3.25 33.166 4.23 1.614 1.333884 0.940066 387.298

600 276 4.5 220 6.5 1.26 3.25 33.166 4.73 1.614 1.280952 0.933714 359.280

600 276 6 224 6.5 1.31 3.25 33.166 5.23 1.614 1.232061 0.925695 315.781

103

103

9.5.2. Perhitungan

Perhitungan suspensi semen 4, dengan data yang diketahui adalah:


Volume air = 276 ml

Diameter Bearing = 6.5 inch

Jari–jari bearing (r1) = 3.25 inch

t = 1.614 inch

Berat bentonite = 1.5 gram

Diameter sampel = 1.11 inch

Tinggi sampel = 3.51 inch

Pembebanan maksimum = 242 psi

Perhitungan A1

Diameter Bearing = 6.5 in

r1 = 3.25 in

A1 = 3.14 x (r1)2

= 3.14 x (3.25 in)2

= 33.166 in2

Perbandingan t/d

t/d = 1.614 in/1.11 in

= 1.454054

Koefisien Faktor

Menggunakan interpolasi antara nilai t/d perhitungan

dengan t/d tabel. t/d perhitungan sebesar 1.454054 berada

ditengah–tengah nilai t 1.5 dan 1.25. Nilai k 1.5 adalah 0.96 dan

nilai k dari 1.25 adalah 0.93

1.454054

1.5

104

1.5−1.4540541.5−1.25

= 0.96−k0.96−0.93

0.045960.25

=0,96−K0.03

0.00137838=0.24−0.25 K

K=0 .954486

Perhitungan Shear Bond Strength

SBS = K x P x ( A1 / π D h)

= 0.9545 x 242 psi (33.166 in2/3.14 x 1.11 inch x 3.51

inch)

= 626.21256398 psi

9.6. Pembahasan

Pengukuran shear bond strength dari suspensi semen dilakukan agar

mengetahui kekuatan ikat dari semen terhadap dinding casing dan juga

untuk menahan tekanan–tekanan dari arah vertikal. Pada percobaan ini ada

dua jenis additive yang digunakan yaitu bentonite dan NaCl.

Percobaan ini dimulai dengan membersihkan permukaan sampel dan

permukaan mold dari tetesan air dan pasir atau gerusan butiran semen agar

tidak menempel pada bearing block mesin penguji, kemudian meletakkan

mold silinder yang berisi sampel semen pada holder silinder penyangga

yang didudukkan pada bearing block hydraulic bagian bawah dimana posisi

sampel harus berdiri vertikal.

105

Setelah itu lalu mendudukkan batang pendorong pada permukaan

sampel semen dan menurunkan posisi bearing block hydraulic bagian atas

dengan memutar tangkai pengontrol spiral dan memperkirakan laju

pembebanan sampai maksimum tidak kurang dari 20 detik dan tidak lebih

dai 80 detik. Jangan melakukan pengaturan (pembetulan) pada kontrol

testing motor selama pembebanan sampai terjadi pergeseran sampel semen

dari casing sampel. pada saat terjadi pergeseran merupakan harga

pembebanan yang maksimum.

Grafik 9.1. Grafik Hubungan Penambahan Additive terhadap Shear Bond Strength

0 1 2 3 4 5 6 70.000

200.000

400.000

600.000

800.000

1000.000

1200.000

1400.000

1600.000

1377.398

1007.372

788.261

620.897

500.193415.403

353.077302.410

871.775

675.779

523.559473.977

416.464387.298

359.280 315.781

Grafik Hubungan Penambahan Additive (Bentonite & NaCl) Vs Shear Bond Strength

NaClBentonite

Additive (Bentonite & NaCl)

Shea

r Bon

d Stre

ngth

Grafik diatas adalah grafik hubungan penambahan additive

bentonite dan NaCl terhadap penambahan shear bond strength. Pada

bentonite, penambahan bentonite menyebabkan penurunan dari shear bond

strength secara teratur apabila bentonite terus ditambahkan. Sementara

106

pada penambahan NaCl, nilai shear bond strength juga cenderung untuk

turun tapi tidak seteratur bentonite. Ada masa ketika ditambah berapa

gram NaCl shear bond strength cenderung untuk naik, sehingga

diperlukan ketelitian dan perhitungan yang pas untuk memperoleh nilai

shear bond strength yang diinginkan.

Semen yang baik adalah semen yang mempunyai harga shear

bond strength tinggi karena semen mempunyai kekuatan untuk mampu

menahan tekanan-tekanan yang berasal dari berat casing yang ditimbulkan

atau tekanan-tekanan dalam arah yang vertikal.

9.7. Kesimpulan

1. Penambahan additive NaCl memiliki nilai pembebanan maksimum

lebih besar dibandingkan penambahan additive bentonite.

2. Penambahan additive (bentonite & NaCl) pada suspensi semen akan

mengurangi nilai shear bond strength.

3. Shear bond strength yang dihasilkan oleh additive NaCl lebih besar

dibandingkan dengan shear bond strength yang dihasilkan oleh

additive bentonite.

4. Apabila diameter dalam casing semakin besar, maka nilai shear bond

strength semen kecil.

5. Shear bond strength dipengaruhi oleh pembebanan, koefisien faktor,

diameter dalam casing, tinggi sampel semen dan ukuran penampang

semen.

BAB X

PENGUJIAN LUAS PERMUKAAN BUBUK SEMEN


1. Mengidentifikasikan luas permukaan bubuk semen dengan alat blaine

permeameter.

2. Mengetahui pengaruh luas permukaan bubuk semen terhadap suspensi

semen.

3. Mengetahui parameter yang digunakan dalam pengujian luas

permukaan bubuk semen.

4. Menentukan pengaruh luas bubuk semen dan densitas semen pada saat

cementing.

10.2. Teori Dasar

Sifat fisik batuan apabila ditambahkan suatu liquid mempunyai sifat

fisik yang berbeda sebelum ditambahkan dengan liquid tersebut, hal ini

disebabkan karena suatu padatan mempunyai densitas yang lebih besar dari

pada liquid sehingga mengakibatkan adanya perbedaan sifat fisik setelah

ditambahkan dengan liquid, oleh karena itu penting untuk dilakukannya

suatu pengujian luas permukaan butir padatan.

Pengujian luas permukaan bubuk semen sangat berpengaruh pada

kekuatan suspensi semen dalam menahan tekanan formasi dan tekanan

casing. Semakin besar luas permukaan bubuk suatu semen, maka ukuran

partikel semen semakin kecil dan semen tersebut semakin kompak. Dengan

demikian semakin besar pula kemampuan semen tersebut untuk menahan

tekanan. Pengukuran suspensi semen di laborarorium menggunakan alat

Blaine Permeameter. Sebelum menentukan luas permukaan bubuk semen,

kita harus menentukan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap luas


108

Penentuan luas permukaan butir semen (Ops) dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan ini :

Dimana :

= Porositas semen

t = Waktu pengukuran dengan Blaine

Permeameter

s = Densitas semen

= Viscositas udara


10.5.1. Peralatan

1. Blaine Permeameter

2. Pignometer

3. Timbangan

4. Toluen

Gambar 10.1. Blaine Permeameter

Ops= 23,2 x√ϕ3 x √ tρ s x (1−ϕ ) x√ μ

109

10.5.2. Bahan

1. Semen

Gambar 10.2 Semen


Menentukan luas permukaan butir semen (Ops) :

1. Densitas semen (ρs) = X gr/cc

2. Temperatur ruang = 24.5 0C/ 78 0F (misal)

3. T = 24.5 0C/ 78 0F

Viskositas udara = 0.0001828 (dari tabel)

√μ = 0.01352

4. μ = 0.01352

ϕ = 0.354 (dari tabel)

5. Waktu pengukuran dengan blaine permeameter = 35,7 detik (misal)

6. t = 35.7 detik

√t = 5.9749

7. Ops=(23 .2 x √Φ3 x√ t )/ {ρs x (1−Φ ) x √μ }

110


10.5.1. Data

Tabel 10.1. Tabel Nilai Viskositas

No Temperatur (oF) Viskositas (lb/ft.hour)

1 80 0.04467

2 80.6 (Tu) 0.044708 (μu)

3 100 0.04594

Tabel 10.2. Tabel Nilai Porositas

No Temperatur (Rn) Porositas

1 468 0.55648

2 500 0.58233

3 540.46 (Tu) 0.6151 (ϕu)

10.5.2. Perhitungan

μ @ 80oF = 0.04467 lb/ft.hour

μ @ 100oF = 0.04594 lb/ft.hour

Φ 468 Rn = 0.55648

Φ 500 Rn = 0.58233

Densitas Semen (ρs1) = 1.377 gr/cc

Densitas Semen (ρs2) = 1.733 gr/cc

Temperatur ruangan = 27oC

= [(1.8 X 27) + 32 ] = 80.6oF

= (80,6 + 460) Rn = 540.6 Rn

111

Waktu pengukuran dengan Blaine Permeameter = 9 detik

√t = 3 detik

Viscositas udara (μu) :

¿(Tu−T80 ) x ( μ100−μ80)

(T 100−T80 )+μ80

¿(80.6−80 )o F x (0.04594−0.04467 ) lb

ft . h

(100−80 )o F+0.04467

lbft . h

¿0 .044708lb

ft .h

Porositas Udara (Φu) :

¿(Tu−T 468) x ( ϕ500−ϕ468)

( T500−T 468)+ϕ468

¿(540.6−468 ) Rn x (0.58233−0.55648)

(500−468 ) Rn+0.55648

¿0 ,61513

Luas Permukaan butir semen (Ops) untuk ρ s1=1.377 gr /cc :

¿ 23.2 x √ϕ3 x√ tρs x (1−ϕ ) x √μ

¿23.2 x√(0.6151)3 x√9 s

1.377grcc

x (1−0.6151 ) x√0.044708lb

ft . h

¿299.64654cm2

gram

Luas Permukaan butir semen (Ops) ρ s 2=1.733 gr /cc:

¿ 23.2 x √ϕ3 x√ tρs x (1−ϕ ) x √μ

¿23.2 x√(0.6151)3 x√9 s

1.733grcc

x (1−0.6151 ) x√0.044708lb

ft .h

112

¿238.09191cm2

gram

113

10.6. Pembahasan

Pengujian luas permukaan butir padatan dilakukan karena suatu padatan

mempunyai densitas yang lebih besar daripada liquid sehingga

mengakibatkan adanya perbedaan sifat fisik setelah ditambahkan dengan

liquid dimana salah satu sifat fisik padatan adalah ukuran butiran, semakin

halus ukuran butiran maka semakin luas permukaan butiran sehingga

pertukaran ionnya semakin tinggi sedangkan apabila suatu butiran

mempunyai ukuran butiran yang kasar maka semakin sempit luas

permukaan sehingga mempunyai pertukaran ionnya semakin rendah.

Bubuk semen yang memiliki bentuk butiran lebih teratur maka akan

memiliki luas permukaan yang lebih luas dibandingkan yang tidak beraturan

sehingga akan memiliki kontak yang lebih baik antara butirannya. Dalam

pembuatan semen ini, kita menginginkan semen yang impermeable. Bubuk

semen yang bentuk butirannya beraturan maka aka memiliki daya ikat yang

kuat sehingga semua ruang bisa terisi dengan baik.

Adapun pengaruh yang ada pada ukuran luas permukaan bubuk semen

adalah apabila semakin luas permukaan bubuk semen maka padatan tersebut

mempunyai ukuran butiran yang relatif halus dimana semakin halus ukuran

butir yang dihasilkan maka semakin besar kekuatan dari semen tersebut,

sehingga dapat disimpulkan sampel semen tersebut memiliki ukuran butir

yang cukup halus dan memiliki kekuatan yang cukup baik.

Semakin halus ukuran butir yang dihasilkan maka semakin kecil harga

permeabilitas dari sampel semen tersebut dimana harga permeabilitas yang

kecil ini merupakan suatu hal yang sangat kita harapkan karena semen akan

mampu memisahkan atau menyekat lubang dari fluida formasi yang korosif

dan juga menyekat antar lapisan yang permeabel. Hal ini berarti juga bahwa

semakin besar kekutan semennya yang akan dihasilkan, sehingga dapat

disimpulkan sampel semen tersebut memiliki ukuran butir yang cukup halus

dan memiliki kekuatan yang cukup baik. Selain itu, semakin besar nilai

densitas, maka luas permukaannya akan menjadi kecil. Dan semakin besar

114

nilai viskositas, nilai densitas juga semakin besar dan luas permukaannya

juga semakin kecil.

Selain itu faktor yang perlu diperhatikan dalam percobaan ini adalah

waktu pengukuran dengan blaine permeameter sebab waktu tersebut

digunakan dalam perhitungan untuk menghitung besarnya permeabilitas dari

sampel semen. Dimana waktu pembacaan pada blaine permeameter harus

lebih besar dari 20 detik, jika kurang dari 20 detik daya ikat semen kurang

baik. Daya ikat semen dikatakan baik jika waktu pembacaan pada blaine

permeamater antara 20–30 detik.

Aplikasi di lapangan dari percobaan pengujian luas permukaan bubuk

semen adalah kita dapat menentukan luas permukaan bubuk semen, apabila

semakin luas permukaan bubuk semen maka padatan tersebut mempunyai

ukuran butiran yang relative halus dimana semakin halus ukuran butir yang

dihasilkan maka semakin besar kekuatan dari semen tersebut, sehingga dapat

disimpulkan sampel semen tersebut memiliki ukuran butir yang cukup halus

dan memiliki kekuatan yang cukup baik.

Grafik 10.1. Grafik Hubungan Viskositas dengan Temperatur

0.0446 0.0448 0.045 0.0452 0.0454 0.0456 0.0458 0.046 0.04620

20

40

60

80

100

120

80

80.6

100

Grafik Viskositas Vs Temperatur

Viskositas (lb/ft.hour)

Tem

pera

tur (

oF)

115

Grafik diatas adalah grafik hubungan antara viskositas dengan

temperatur. Terlihat pada grafik adalah viskositas semakin meningkat

seiring naiknya temperatur. Temperatur udara dalam grafik bernilai 80.6 oF

dengan nilai viskositasnya 0.044708 lb/ft.hour.

Grafik 10.2. Grafik Hubungan Porositas dengan Temperatur

0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 0.6 0.61 0.62420

440

460

480

500

520

540

560

468

500

540.46

Grafik Porositas Vs Temperatur

Porositas

Tem

pera

tur (

Rn)

Sementara untuk grafik kedua adalah grafik hubungan antara porositas

dan temperatur. Hal yang terjadi sama dengan viskositas, yaitu seiring

dengan naiknya temperatur maka nilai viskositasnya akan naik. Pada

Temperatur udara sebesar 540.46 Rn, nilai porositasnya bernilai 0.6151.

Pada grafik 10.3 merupakan grafik hunungan densitas semen 1 (1.377

gr/cc) dengan densitas semen 2 (1.733 gr/cc) dengan luas permukaan butir

semen untuk masing-masing densitas.

116

Grafik 10.3. Grafik Hubungan Densitas Semen dengan Luas Permukaan Butir Semen (ops)

1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7 1.75 1.80

50

100

150

200

250

300

350

299.64654

238.09191

Grafik Hubungan Densitas Semen Vs Luas Permukaan Butir Semen (ops)

Densitas Semen (gr/cc)

Luas

Per

muk

aan

Butir

Sem

en (o

ps)

10.7. Kesimpulan

1. Semakin besar densitas semen, maka luas permukaan bubuk semennya

akan semakin kecil.

2. Densitas suatu semen akan mempengaruhi kualitas dari suatu suspensi

semen karena densitas semen berbanding terbalik dengan luas


3. Viskositas semen berpengaruh terhadap luas permukaan bubuk semen

yaitu hubungannya berbanding terbalik.

4. Semakin besar luas permukaan semen, maka kualitas semen semakin

baik.

5. Berdasarkan percobaan di atas, hal-hal yang mempengaruhi luas

permukaan bubuk semen yaitu temperatur, densitas semen, viskositas

udara, dan waktu pengukuran dengan alat blain permeameter.

BAB XI

PEMBAHASAN UMUM

Dalam Suatu operasi pemboran penyemenan salah satu unsur yang sangat

diperhatikan karena baik buruknya suatu penyemenan akan berdampak pula pada

keadaan formasi dan casing sebagai pelindung lubang bor. Suspensi semen

memiliki sifat-sifat tertentu dimana sifat dari suspensi semen akan mempengaruhi

proses penyemenan maupun hasil dari penyemenan yang kita lakukan. Sifat-sifat

dari suspensi semen diantaranya adalah densitas, thickening time, filtration loss,

free water, compressive strength, dan shear bond strength.

Dalam pelaksanaan percobaan diatas kita menggunakan semen dalam x gram

yang ditimbang, harga WCR yang diinginkan tidak boleh melebihi batas air

maksimum tau kurang dari batas air minum. Kadar maksimum yang dimasud

yaitu apabila air yang dicampurkan kedalam semen tanpa menyebabkan

pemisahan lebih dari 3.5 ml, dalam 250 ml suspensi semen jika didiamkan

selama2 jam pada temperatur kamar. Sedangkan kadar air minimum jumlah air

yang dapat dicampurkan kedalam semen untuk memperoleh konsisten maksimum

sebesar 30 cc. Prosedur yang digunakan jika ingin menggunakan additif berupa

padatan, timbang % berat yang dibutuhkan. Jika menggunakan additif cairan, %

penambahan dilakukan dengan mengukur volume additif berbanding dengan

volume air yang diperlukan. Setelah bubuk semen dengan additif dicampur

kemudian air dan additif dimasukan kedalam mixing container dan dijalankan

dengan kecepatan 4000 RPM. Kemudian tutup mixing container dengan

pengadukan pada kecepatan tinggi 1200 RPM selama 35 detik. Dari data

percobaan ini dapat dilihat bahwa semakin besar penambahan massa additive

semakin besar pula nilai densitas suspensi semen yang didapat. Dan jika dilihat

dari grafik penambahan barite nilai desitas suspensi semennya lebih besar

peninkatannya dibanding nilai dari additive bentonite.

118

Pada pengujian thickening time dilakukan pengukuran seberapa besar

consistensi dari suspensi semen yang kita buat dengan melakukan penambahan

additive NaCl dan CMC pada suspensi semen. Pengukuran dilakukan selama 50

menit untuk mendapat gambaran conistensi suspensi semen. Jika diketahui

besarnya consistensi semen kita dapat merancang pemompaan dan waktu kerja

sesuai dengan kebutuhan operasional dimana waktu pemompaan harus lebih kecil

dari thickening timenya agar semen tidak mengeras sebelum mencapai target. Dari

grafik penambahan NaCl vs thickening time menunjukkan fluktuasi yang tidak

terlalu besar (cenderung datar). Secara teori, semakin banyak NaCl yang

ditambahkan, maka thickening time akan meningkat (naik), karena sifatnya

sebagai pengencer. Suspensi semen yang encer viscositasnya kecil sehingga

waktu pengerasan semakin cepat.

Pengujian free water dilakukan untuk mengetahui batas harga WCR yang

tidak boleh melebihi kadar air maksimum yaitu 3,5 ml jika lebih dari kadar air

maksimum akan menyebabkan terjadinya ruang pori pada suspensi semen yang

menyebabkan permeabilitas besar. Jika permeabilitas besar maka akan terjadi

kontak fluida antar formasi dengan annulus juga strength semen berkurang.

Dalam pengujian ini digunakan additive bentonite dan NaCl. Dari grafik

penambahan bentonite vs free water menunjukkan adanya fluktuasi.

Dimana pada awal grafik meningkat, kemudian menurun. Secara teoritis,

bentonite berfungsi sebagai penghisap / pengabsorb air, sehingga kadar free

water akan berkurang bila bentonite yang ditambahkan semakin banyak.

Namun bila free water terlalu sedikit, menyebabkan semen memiliki friksi yang

besar terhadap lubang bor, akibatnya formasi bisa retak atau pecah.

Filtration Loss adalah peristiwa hilangnya cairan suspensi semen kedalam

formasi permeable yang dilaluinya. Maka dalam pengujian filtration loss dihitung

besarnya filtrat yang keluar dari filterpress, filtrat merupakan fluida dari suspensi

semen yang masuk kedalam formasi. Jika terlalu banyak filtrat keluar maka

suspensi semen kekurangan cairan sehingga menyebabkan friksi di annulus dan

berakibat pecahnya formasi. Penggunaan additive mempengaruhi banyak

sedikitnya filtrat, dalam percobaan digunakan Bentonite dan NaCl, bentonite

119

memiliki sifat mengikat air sehingga semakin banyak digunakan semakin sedikit

filtrat yang keluar dari filterpress sedangkan NaCl dapat memperbesar filtration

loss. Penambahan bentonite pada dasarnya akan menurunkan jumlah filtration

loss. Hal ini dapat terjadi karena bentonite bersifat menghisap air sehingga

kandungan air dalam suspensi semen tetap terjaga. Akan tetapi penambahan

bentonite ini perlu diperhitungkan secara tepat untuk memperoleh hasil yang

diharapkan.

Pengujian Compressive strength dilakukan untuk mengetahui kekuatan dari

semen padat untuk menahan tekanan horizontal yang berasal dari formasi ataupun

casing, dalam pembuatan sample semen bubur semen ditambah dengan additive

bentonite dan barite. Menurut teori, penambahan bentonite akan menyebabkan

penurunan strength semen. Sedangkan penambahan barite dapat menaikkan

strength semen. Dalam mengukur strength semen, sering kali yang diukur adalah

compressive strength. Umumnya compressive strengrh mempunyai harga 8-10

kali lebih dari harga shear strength. Strength minimum yang direkomendasikan

API untuk dapat melanjutkan operasi pemboran adalah 6,7 MPa (1000psi). Untuk

mencapai hasil penyemenan yang diinginkan maka strength semen harus mampu

melindungi dan menyokong casing, menahan goncangan selama operasi

pemboran, menyekat lubang dari fluida formasi yang korosif serta menyekat antar

lapisan yang permeable.

Shear Bond strength merupakan kemampuan semen menahan tekanan secara

vertical yang digunakan untuk menahan tekanan karena berat casing dalam

pengujiannya semen bubur semen yang digunakan ditambah dengan additive

bentonite dan barite. Semen yang baik adalah semen yang mempunyai harga

shear bond strength tinggi karena semen mempunyai kekuatan untuk mampu

menahan tekanan-tekanan yang berasal dari berat casing yang ditimbulkan atau

tekanan – tekanan dalam arah yang vertikal.Berdasarkan teori, fungsi dari

penambahan barite dapat meningkatkan harga shear bond strength, tetapi pada

percobaan yang dilakukan ada sedikit ketidakcocokkan dengan teori yang ada.

Luas permukaan bubuk semen dapat dihitung dan dijadikan sebagai acuan

dalam pemilihan semen yang baik. karena semakin besar luas permukaan bubuk

120

semen berarti butiran semen semekin kecil dan ikatan antar ionnya pun semakin

erat dengan demikian padatan semen yang akan dihasilkan akan memiliki

permeabilitas yang kecil, jika semen berpermeabilitas kecil akan mencegah

adanya fluida formasi yang mungkin bisa masuk melewati pori semen yang

terbentuk dan dapat menyebabkan terjadinya korosi pada casing. Pengujian luas

permukaan butir padatan dilakukan karena suatu padatan mempunyai densitas

yang lebih besar daripada liquid sehingga mengakibatkan adanya perbedaan sifat

fisik setelah ditambahkan dengan liquid dimana salah satu sifat fisik padatan

adalah ukuran butiran, semakin halus ukuran butiran maka semakin luas

permukaan butiran sehingga pertukaran ionnya semakin tinggi.

BAB IX

KESIMPULAN UMUM

1. Pembuatan suspense semen dan cetakan sampel dilakukan untuk menganalisa

sifat-sifat semen pemboran seperti compressive strength, shear bond strength

dan permeabilitas.

2. Barite dan bentonite merupakan additive yang digunakan untuk menambah

densitas semen dan barite menaikkan densitas semen lebih besar dibandingkan

bentonite.

3. Penambahan barite menaikkan nilai plastic viscosity dan yield point dari

suspense semen.

4. Penambahan bentonite menurunkan nilai plastic viscosity dan yield point.

5. Penambahan additive berupa CMC mempercepat thickening time

dibandingkan NaCl.

6. Thickening time yang diinginkan tergantung dari kedalaman sumur dan waktu

yang dibutuhkan untuk mencapai zona yang diinginkan.

7. Penambahan additive berupa barite atau bentonite berpengaruh pada free

water tapi terikat pada jumlah tertentu.

8. Banyaknya free water dari suspense semen juga tergantung dari jenis semen

yang digunakan.

9. Penambahan additive berpengaruh pada jumlah filtration loss tapi terikat oleh

banyaknya jumlah additive yang ditambahkan.

10. Semakin banyak filtrate yang hilang dari suspense semen makan akan

menyebabkan semen kekurangan air (flash set).

11. Bentonite merupakan salah satu additive yang mengurangi nilai compressive

strength suatu suspense semen.

12. Ada beberapa factor lain yang mempengaruhi nilai compressive strength

antara lain factor k, pembebanan maksimum dan luas penampang.

13. Penambahan additive berupa bentonite dan NaCl dapat mengurangi nilai shear

bond strength dari suatu suspense semen.

122

14. Faktor lain yang mempengaruhi shear bond strength adalah factor k,

pembebanan maksimum, luas penampang, diameter dan ketinggian.

15. Semakin besar luas permukaan semen maka kualitas semen semakin baik,

karena ikatan semen semakin kuat ketika disuspensikan.

16. Luas permukaan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

Densitas semen yaitu semakin besar nilai densitas semen maka semakin

kecil nilai ops.

Temperatur ruang yaitu semakin tinggi nilai temperatur maka akan

mempengaruhi naiknya nilai porositas dan viskositas udara

Viscositas udara yaitu semakin tinggi nilai viscositas udara maka akan

semakin kecil nila ops.

Porositas yaitu semakin tinggi nilai ops juga akan semakin berbanding

besar.

Semakin lama pengukuran dengan blaine parameter maka ops juga akan

naik.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. ”Buku Petunjuk Praktikum Analisa Semen Pemboran”. Jurusan

S1 Teknik Perminyakan STT Migas. Balikpapan. 2009.

Gatlin, Carl, “Petroleum Engineering: Drilling and Well Completion”, Prentice

Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1960.

Hutasoit, Norman Collins Parningotan. “Laporan Resmi Praktikum Analisa

Semen Pemboran”. Jurusan Teknik Perminyakan STT MIGAS.

Balikpapan. 2011.

Kosasih, Rizky Arya. “Laporan Resmi Praktikum Analisa Semen

Pemboran”. Jurusan Teknik Perminyakan STT MIGAS. Balikpapan.

2012

Prayitno, Rangga Tirta. “Laporan Resmi Praktikum Analisa Semen


2011.

Tombuku, Randie Christian. “Laporan Resmi Praktikum Analisa Semen


2009.

Documents

Final Report Harist Sampurna