perminyakan DISAIN SEMEN DAN PENYEMENAN.pptx

8/11/2019 perminyakan DISAIN SEMEN DAN PENYEMENAN.pptx

1/35

DISAIN SEMEN DAN PENYEMENAN

Alasan dilakukan penyemenan

Pada umumnya operasi peemenanbertujuan utk

melekatkan casing pada dinding lubang sumur, melindungicasing dari masalah-masalah mekanis sewaktu operasipemboran (sptgetaran), melindungi casing dari fluidaformasi yg bersifat korosi dan memisahkan zona yang satuthd zona yang lain dibelakang casing

Menurut alsan dan tujuan, penyemenan apat dibagi 2 :Primary Cementing (penyemenan utama) dan Secondaryatau remidial Cementing (Penyemenan kedua ataupenyemenan perbaikan).

Primary cementing adalah penyemenan pertama kali ygdilakukan stl casing diturunkan kedalam sumur.Sedangkansecondary cementing adalah penyemenan ulang utkmenyempurnakan primary cementing atau ,memperbaiki

penyemenan yg rusak.


2/35

Pembuatan Semen

Pembuatan semen Portland melalui beberapa tahap,:

1. Proses peleburan

Dalam bagian ini ada dua cara yg umum digunakan, yaitu :

Dry Process

Pd awal proses ini, mineral clay dan limestone sama2 dihancurkan,

lalu dikeringkan di rotary dries.Hasilnya dibawa ketempat

penggilingan utk dileburkan.Kemudian hasil leburan ini masuk

ketempat penyaringan, dan partikel-partikel yg kasar dibuang dengan

sistim sentrifugal.

Wet Proses

Material2 ,entah dicampur dengan air, lalu dimasukkan ketempat

penggilingan (Grinding Mill).Campuran ini kemudian dipompa melalui

Vibrating screen.Material2 yg kasar dikembalikan kepenggilingan,

sementara campurann yg lolos yg berupa suspensi ini ditampung pd

suatu tempat berbentuk kolom-kolom.


3/35

2. Proses Pembakaran

Setelah melalui satu proses peleburan diatas, campuran tsb

dimasukkan ketempat pembakaran (Kiln). Ada 6 tahap tem,peratur yg

harus dilalui campuran di Kiln, yaitu :

Tahap 1 (sampai 200oC): thp ini mngalami prses pnguapn air bbas

Tahap 2 (200-800oC): pd thp ini mngalami prses pra-pmnsan, dmn

prtkel2 clay mngalami dihidroksidasi 9pmbbasan unsr2 hidroksida)

Tahap 3 (800-1100oC):Tahap 4 (1100-1300oC): pd thp ini mngalami prses pmbbasan unsr

krbon (dekarbonisasi).Dehidroksidasi mneral2 clay dismpurnakan dan

d dpt hsil yg brbntuk kristal.Klsium karbonat mmbbaskan sjmlh bsr

karbondioksida.Prduk brmcm2 klsium aluminat & ferit mlai trjd

Tahap 5 (1300-1500-1300oc), pd thp ini sbgian cmprn reaksi mncair.&

suhu 1500oC (Clinkering temperature),C2S & C3S trbntk.Smntr it lime,

alumina & oksida besi ttp dlm fasa cair.

Tahap 6 (1300-1000oC), thp ini C3A & C4AF brbh dr fasa likuid mjd pdt

& brbntk kristal


4/35

3. PROSES PENDINGINAN

Prses pndnginan sbnrnya tlh d mlai dr sbgian thp 5, ktika tmpratur

mlai mnrun dr clinkering tmpratureKalsifikasiSemen

Kls A, d gnakan dr kdlman 0-6000 ft, semen tpe biasa ASTM C-150 tpe1.Kls B, d gnakan dr kdlman 0-6000 ft, khusus than trhdap kndungan

sulfat mnngah & tinggi.Kls C, d gnakan dr kdlman 0-6000 ft, &

mmpnyai sfat high early strength (prses pngerasannya cpt), trsdia dlm

jnis moderate & high sulfate resistant.Kls D, utk kdlman 6000-12000 ft,

utk kndisi sumur yg mmpnyai tknan & tmpratur tngg.Semen ini trsdia

dlm jnis moderate & high sulfate resistant.Kls E,dihuakan utk kdlman

6000-14000 ft, & utk kndisi sumur yg mmpnyai tknan & tmpratur

tngg.Semen ini trsdia jg dlm jnis moderate & high sulfate resistant.Kls

F, kdlman 10000-16000 ft, & utk kndisi sumur yg mmpnyai tknan &tmpratur sngt tngg,semen ini trsdia dlm jnis high sulfate resistant.


5/35

4. Proses Penggilingan

Pada tabung penggilingan ada bola2 baja, yang dapat

mengakibatkan sekitar 97-99% energi yang masukdiuabh menjadi panas,oleh karena itu diperlukan

pendinginan, karena bila terlalu panas akan banyak

gipsum yg menghidrasi menjadi kalsium sulfat

hemihidrat (CSH1/2) atau larutan anhidrit (CS).

Akhirnya dari proses penggilingan didapat bubuk

semen yang diinginkan, yang dihasilkan dari

penggilingan clinker dengan gipsum (CSH2).


6/35

SIFAT-SIFAT SEMEN

Densitassuspensi semen sangat berpengaruh thd tekananhidrostatik suspensi semen didalam lubang sumur, bila formasi

tidak sanggup menahan tekanan suspensi semen,maka akanmenyebebkan formasi pecah, shg tjd lost circulation

Densitas suspensi semen yang rendah sering digunkan dalamoperasi primary cementing dan remedial cementing, guna

menghindari tjdnya fracture pada formasi yang lemah.Untukmenurunkan densitas dapat dilakukan dengan hal2 brikut :

Menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender

Menambahkan bahan2 g dapat memperbesar volume suspensi

semen, seperti pozzolan Sedangkan densitas suspensi semenyang tinggi digunakan bila tekanan formasi cukup besar, untukmemperbesar densitas dapat ditambahkan pasir atau material2pemberat kedalam suspensi semen, seperti barite.


7/35

THICKENING TIME DAN VISKOSITAS

Didefinisikan sebagai waktu yg diperlukan suspensi

semen utk mencapai konsistensi sebesar 100 Uc(Unit of Consistency).Konsistensi sebesar 100 Uc

merupakan batasn bagi suspensi semen masih

dapat dipompa lagi, Dalam penyemenan yang

dimaksud dengan konsistensi adalah viskositas,

Cuma dalam pengukurannya ada sedikit perbedaan

antara viskosiata dialam proses penyemenan dan

pemboran.


8/35

Teknik Lumpur Pemboran/Pemilihan Fluida Pemboran

Fungsi lumpur pemboran :

1. Mngangkat cutting kprmukaan

2. Mndnginkan & mlumas bit & drill string

3. Mmbri dnding pd lbang dng mud cake

4. Mngontrol tknan frmasi

5. Mmbwa cutting & mtrial2 pmbrat pd suspensi bilasirkulasi lmpur d hntikan smntra

6. Mlpaskan psir & cutting d prmukaan

7. Mnahan sbgian brat drillpipe & casing8. Mngrangi efek (-) pd frmasi

9. Mndptkan infrmasi (mud log, sample log)

10.Mdia logging


9/35

Soal.

1. Hitunglah material yg diperlukan untuk memperbaiki

350 bbl dari 11.4 lb/gal CaCl2 brine.

Solusi :

Berdasarkan tabel B3

- Air yg dibutuhkan = 0.854 bbl/bbl

- 1 bbl = 42 gal (1gal = 3.78 liter)

- 350 bbl x 0.854 bbl/bbl = 299 bbl (water)- CaCl2 yang dibutuhkan = 180 lb/bbl

- 350 bbl x 180 lb/bbl = 63.000 lb

- (asumsi : 1 sack = 80.687 lb CaCl2, 1 lb = 0.4536 kg)


10/35

2. Hitunglah volume air yang diperlukan untuk menurunkandensity/berat jenis dari 200 bbl CaCl2 dengan berat jenis 11.5lb/gal menjadi 10.5 lb/gal.

Jawab:

Berdasarkan tabel B4% CaCl2 I = 36.6 ( I = initial=mula2)

% CaCl2 F = 26.7 (F = final = akhir)

SG = 1.3806

Solusi:Formulasi:

H2O/CaCl2 = 42x(SG)x(%CaCl2 I - %CaCl2 F)/%CaCl2 F

H20/CaCl2 = 42x(1.3806) x(36.6-26.7)/26.7

= 21.5 gal/bbl

21.5 gal/bbl x 200 bbl = 4300 gal

= 102 bbl (water)

(1 gal = 42.157 bbl, 1 bbl=158 liter)


11/35


12/35

PEMBORAN MINYAK DAN GASBUMIBUILD CURVE DESIGN

Adanya bagian pertambahan sudut menimbulkan

pesoalan dalam pemboran, masalah yang timbulberhubungan erat dengan efek friksi, gravitasi danpengangkatan cutting serta karakteristik formasi yangakan ditembus ditambah dengan kegagalan mekanis

peralatan yang digunakan dalam pemboran berlangsung.Penggambaran bagian pertambahan sudut dilakukan

dengan metode radius of curvature. Metode inimenganggap segmen2 lubang bor berupa suatulingkaran yg menyinggung dua titik survey ygmempunyai sudut kemiringan tertentu. Perumusan ygdipergunakan selama perancangan ini adalah sebagai

berikut :


13/35


14/35

TVL/TVD MD Sin a = TVL/MD


15/35


16/35

Dimana :


17/35

Dimana :

B= build rate (o/100ft)

R = Build radius (ft)

TVD = Ketinggian vertikal (ft)

H=Displacement (ft)MD = Panjang lintasan lubang bor (ft)

1= Inklinasi awal lubang bor (derajat)

2=Inklinasi akhir lubang bor (derajat)

Sedangkan penggambaran bagian lubang tanpa pertambahan sudut

digunakan metoda tangential dengan peumusan :

Dengan adalah sudut kemiringan lubang bor (derajat)


18/35

Gambar Dasar Perhitungan Build Curve


19/35

Interval prhtngan dssuaikan dgn lju prtmbhan sdut, yait 100 ft, hsil

prhtngan tiap bgian lbang dgmbrkan dlm bntk pryeksi vrtkal & hrzontal,

yg slnjutnya d jdkan pmbnding hsil prhtngan dta survey oprasi pmbran

d lpangan.Tipe2 bgian prtmbhan sdut dpt d dsain dgn bbrpa cra yg

trgtung dr kmmpuan prlatan yg akn d gnakan,d smping it pla utk

mghindari mslh2 yg mngkn tmbl akbt efek frmasi dgn mnydiakan

interval yg ssuai utk mnghdapi prmslhn tsb.Idealnya lntasan lbang bor

dpt brupa kurva lngkungan, utk bgian prtmbhan sdut,& dpt d

kmbnasikan dgn prinsip2 tangential utk pmbntukan bgian dgnkmringan yg konstan.Tipe desain lintasan lubang bor, yang terdiri dari :

1. SINGLE BUILD CURVE

Single build curve adalah cara pembentukan buld up rate dengan

satu lengkungan dengan build rate yg konstan dan denganmenggunakan jari2 lengkungan sumur yang konstan (lihat gambar

dibawah)


20/35

2. SIMPLE TANGENT BUILD CURVE

Simple tangent build curve adalah carapemebetukan bagian pertambahan sudut dengan

melalui beberapa fasa, yaitu :1. Lengkungan pertama, dengan laju pertambahan

sudut dan jari2 kelengkungan sudut tertentu, yangkemudian dilanjutkan dengan

2. Bagian tangential, yaitu bagian/seksi dengankemiringan yg konsta, dan

3. Bagian lengkungan kedua dengan laju pertambahan

sudut dan jari2 kelengkungan lubang bor tertentuyang sama.Besarnya pertambahan sudut serta jari2untuk kelengkungan dan kedus besarnya sama (lihatgambar dibawah)

3 COMPLEX TANGENT BUILD CURVE


21/35

3. COMPLEX TANGENT BUILD CURVE

Adalah suatu cara pembentukan bagian pertambahansudut yang hampir sama dengan metode SingleTangent Build Curve, tetapi pada tipe ini lajupertamabahan sdut dan jari2 lengkungan lubang borfasa pertama dan kedua besarnya berbeda.

Dalam merubah BUR dari suatu alat BHA yg mempunyai BUR

tertentu dapat dilakukan dengan cara memutar pipapemboran kekiri atau kekanan yg biasa disebut denganTool Face Angel ().Besarnya tool face angel tersebuttergantung dari besarnya build rate total (Bt) dan buildrate yang direncanakan (Bv), seperti terlihat dalam

persamaan berikut.


22/35

Akibat adanya perputaran alat maka akan diperoelh suatu

perubahan azimuth (Az) dengan besarnya Dog leg (DL) yglebih besar dari pertambahan sudut inklinasi.

Dimana :

DL = Dog leg yg terbentuk (derajat)

1 = Sudut inklinasi awal (derajat)

2 = Sudut inklinasi akhir (derajat)

Az = Azimuth yang terbentuk


23/35

4. IDEAL BUILD CURVE

Adalah metoda pembentuan daerah

pertambahan sudut dengan menggunakan satulengkungan yg mulus, tetapi dengan laju

petambahan sudut dan jari kelengkungan sumur

yang berbeda (gambar dibawah ini)

5 END BUILD CURVE


24/35

5. END BUILD CURVE

Build rate akhir yang harus dilakukan untuk dapat

mencapai posisi target dengan toleransi yang diijinkan,

dapat diperkirakan dengan menggunakan persamaanberikut :

Dimana :

B = Build rate yg dibutuhkan untuk mencapai target

(derajat/100 ft)

t =Inklinasi target (derajat)

= Inklinasi lubang terakhir (derajat)

TVDt = Kedalaman vertikal target (ft)

TVD = Kedalaman vertikal terakhir yang dicapai (ft)


25/35

G G D l Fl id T k


26/35

GayaGaya Dalam Fluida Tekanan

Mekanika fluida suatu ilmu yg mmplajari prilaku

fluida baik dlm keadaan diam (static) maupun brgrak

(dynamic) srta akbat intraksi dgn mdia btsnya(zat pdt

/ fluida dgn yg lain). Mnrut teori hidrolika, fluida adlh

suatu kontinyum (CONTINUUM)ykni suatu bhn yg

brsfat kontinyu,brsaha mnmpati slrh ruangan,tnpa adyg ksng.Krn fluida sll brsaha molor(YIELDS) wlaupun

tgngannya sngat kcil mka ia tak bsa mnimbulkan gya

yg trpusat. Smua gya2 yg dibrikan pdnya akndidistribusikan mrata dlm slrh volume

(massa)/searah dgn prmukaannya.Jd gya luar yg bsa

bkrja pd stiap volume fluida hnyalah gya inersia (

BODY FORCE / a rmukaan SURFACE FORCE .


27/35

Gaya inersia sebanding massa fluida, untuk bahan

yang homogen sebanding dengan volume fluida. Ini

timbul terutama akibat pengaruh gravitasi, dan juga

gaya yang dialami fluida dalam bejana yang bergerak

dengan akselerasi, atau fluida yang mengalir dengan

akselerasi dalam saluran yang stasioner. Besaran ini

didapat dari teori DALEMBERT.Gaya permukaan terbagi kontinyu pada seluruh

permukaan fluida; jika distribusinya merata maka

sebanding dengan luas permukaan. Ini timbul akibatpengaruh lingkungan dari fluida yang kita tinjau atau

akibat pengaruh benda lain yang bersinggungan

dengan volume tersebut ( benda padat; cair;gas ).


28/35

k k k b l k d


29/35

Viskositet merupakan kebalikan dari FLUIDITAS. Zat

cair yang kental (GLYCERINE & LUBRICANTS )

fluiditasnya rendah. Apabila cairan-kental mengalir

terhadap bidang padat maka terjadi perubahan

kecepatan (dalam arah tegak lurus) terhadap arah

aliran; hal mana disebabkan oleh viskositet.

5. PENGUAPAN ( EVAPORABILITY).

Sifat ini dimiliki oleh semua jenis cairan.

Intensitasnya berbedabeda untuk setiap jenis cairan,

dan tergantung kondisinya.


30/35

l l


31/35

Natural Flow

Para ahli geologi produksi menginginkan hidrokarbon

akan mengalir kepermukaan dengan tekanan

alamiah reservoir. Namun yang terjadi tekanan

dalam reservoir akan menurun secara perlahan yang

pada akhirnya sisa tekanan yang ada tidak lagi

mampu mendorong atau mengangkat hidrokarbonkepermukaan.

Artificial Lift

Adalah Metode untuk mengangkat hidrokarbon,

umumnya minyak bumi, dari dalam sumur

keatas.artificial lift dbgi mnjdi 5 :

1 P i C it P


32/35

1. Progressive Cavity Pump

(sejenis dngn Mud motor). Pompa dipasang di dalamsumur tetapi motor dipasang dipermukaa. Keduanya

dihubungkan dengan batang baja yang Sucker rod.2. Gas Lifting

Menginjeksi gas (umumnya gas alam) kedalam kolom

minyak di dalam sumur sehingga berat minyakmenjadi lebih ringan dan lebih mampu samapai kepermukaan.

3. Sucker Rod Pumping atau Beam Pump

Menggunakan prinsip katup searah (check Valve),pompa ini akan mengangkat fluida formasikepermukaan.


33/35

4. Jet Pump

Fluida dipompakan ke dalam sumur bertekanan

tinggi lalu disemprotkan lewat nosel kedalam kolomminyak. Melawati lubang nosel, fluida ini akan

bertambah kecepatan energi kinetiknya sehingga

mampu mendorong minyak sampai kepermukaan.

5. Subsurface Electrik Pumping

Menggunakan pompa sentrifugal bertingkat yang

digerakan oleh motor listrik dan dipasang jauh di

dalam sumur.

EOR(Enhanced Oil Recovery)


34/35

EOR(Enhanced Oil Recovery)

teknik lanjutan untuk mengangkat minyak jikaberbagai tekni dasar sudah dilakukan hasilnya tidak

seperti yang diharapkan atau tidak ekonomis.Teknik Thermal

Menginjeksikan fluida bertemperatur tinggi ke dalam

formasi untuk menurunkan Viskositas minyaksehingga mudah mengalir. Sering menggunakan airpanas (water Injection) / uap air (steam injection).

Teknik Chemical

Menginjeksikan bahan kimia berupa surfactant ataubahan polimer untuk mengubah properti fisika dariminyak atau pun fluida yang dipindahkan.

P Mi ibl


35/35

Proses Miscible

Menginjeksikan fluida pendorong yang akan

bercampur dengan minyak untuk lalu diproduksi.

Fluida yang digunakan midalnya larutan hidrokarbon,

gas hidrokarbon, CO2 atau pun gas hidrogen.

Documents

perminyakan DISAIN SEMEN DAN PENYEMENAN.pptx