I. JUDUL

Analisis Sifat Fisik Lumpur Bor Pada Kegiatan Pemboran Eksplorasi Minyak

di PT Pertamina EP Kecamatan Sungai Lilin Kabupaten Musi Banyuasin Propinsi

Sumatera Selatan.

II. ALASAN PEMILIHAN JUDUL

Operasi pemboran adalan suatu prosedur dan teknik yang umum dilaksanakan

pada suatu kompleks pemboran putar dan modern untuk sumur minyak, gas dan

panas bumi. Pemboran bukan hanya dilakukan pada industri pertambangan, misalnya

dalam pemboran eksplorasi dan pembuatan lubang ledak. Suatu pemboran

perminyakan sepertinya hal yang mudah yaitu membuat ludang sumur menembus

lapisan formasi dan berakhir dengan ditemukannya suatu lapisan hidrokarbon

(reservoir). Namun, itu tidak semudah yang dibayangkan sebab pemboran suatu

sumur dilakukan melalui operasi yang khusus dan rumit, yang diperoleh setelah

melakukan studi mendalam dibidangnya, melakukan eksperimen-eksperimen dan

menerapkannya dalam praktek lapangan.

Fluida pemboran merupakansuatu campuran (liquid) dari beberapa komponen

yang terdiri dari dari air tawar atau asin, minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia

(chemic additive), gas, udara, busa maupun detergen. Dilapangan fluida pemboran

dikenal sebagai “lumpur” (mud).

Lumpu pemboran merupakan faktor yang paling penting dalam suatu tekik

pemboran rotary drilling. Bahkan lumpur pemboran menjadi salah satu pertimbangan

dalam mengoptimalisasikan operasi pemboran. Oleh karena itu perlu diperhatikan

(mengontrol) sifat-sifat lumpur pemboran sesuai dengan yang di butuhkan dalam

operasi pemboran.

Lumpur sangat besar peranannya dalam menentukan berhasil atau tidaknya

suatu operasi pemboran, sehingga perlu diperhatikan sifat-sifat dari lumpur tersebut,

seperti densitas, viscositas, gel strength, atau filtration loss. Lumpur pemboran

merupakan faktor yang penting dalam pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi,

keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada lumpr pemboran.

1

III. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melakukan proses pengambilan data

data primer maupun sekunder, menganalisis dan mengevaluasi secara teknis

bagaimana kondisi daerah penelitian yang bertujuan sebagai berikut :

1. Dapat memahami dan menerapkan di lapangan perihal penggunaan jenis lumpur

pada operasional pemboran sumur ekplorasi minyak.

2. Dapat mengetahui proses pembuatan serta pemeliharaan lumpur pada suatu

pemboran.

3. Mengetahui jumlah material yang digunakan pada saat pembuatan lumpur bor.

4. Mengetahui kegunaan mendasar dari lumpur.

5. Mengetahui proses sirkulasi lumpur pemboran.

IV. PERUMUSAN MASALAH

Adapun masalah yang di bahas penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana cara pembuatan lumpur pemboran yang sesuai dengan kebutuhan

sumur pemboran eksplorasi minyak.

2. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi sifat fisik lumpur bor pada pemboran

eksplorasi minyak di PT. Pertamina EP, Musi Banyuasin, Sumatera Selatan.

V. METODE PENELITIAN

Tahapan dalam penyusunan Tugas Akhir ini penyusun akan menggabungkan

antara teori yang telah ada dengan keadaan yang ada dilapangan, sehingga dari

keduanya akan didapatkan pendekatan masalah yang baik.

Adapun aturan penelitiannya adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Studi ini dilakukan dengan cara mencari bahan-bahan pustaka yang menunjang

diperoleh dari :

a. Instansi yang terkait

b. Perpustakaan

c. Laporan-laporan terdahulu

d. informasi-informasi

e. Peta, grafik dan tabel

2

2. Tahap penelitian di Lapangan

Dalam melaksanakan penelitian dilapangan akan dilakukan beberapa tahap

antara lain :

1) Tahap Pengambilan Data

a. Data primer adalah data yang langsung diperoleh berdasarkan pengamatan-

pengamatan yang dilakukan dilapangan. Data primer ini terdiri dari kondisi

tempat kerja, ketrampilan serta kedisiplinan mud engineer dan mud logger

yang berhubungan dengan kegiatan pengeboran minyak, laporan mud

properties yang diperoleh dilapangan.

b. Data sekunder adalah data-data pendukung penyusunan tulisan ini yang

yang diperoleh dari buku literatur, laporan-laporan penelitian yang sudah ada,

data-data dikumpulkan dari perusahaan berupa data spesifikasi data mengenai

sifat-sifat batuan mengenai struktur batuan, peta kesampaian daerah dan

profil perusahaan.

Analisis kualitatif digunakan untuk menganalisa data-data hasil pengamatan

yang tidak berupa angka dan memberikan analisis hasil dari perhitungan. Analisis

kualitatif ini mencakup kondisi tempat kerja, kebutuhan lumpur bor yang digunakan

untuk formasi batuan yang akan dilakukan pemboran dan kedisiplinan mud engineer

untuk mengetahui proses sirkulasi.

Analisis kuantitatif yaitu analisis dengan menggunakan metode statistik,

analisis ini dilakukan terhadap perhitungan rata-rata dari kebutuhan lumpur bor dari

sumur pemboran dan pembuatan lumpur pemboran di laboratorium.

2) Tahap Pengambilan Data

a. Observasi

pengumpulan data dengan pengamatan secara langsung terhadap kondisi

tempat kerja, peralatan pendukung sirkulasi pemboran, alat bor, mekanisme kerja

pengeboran dan ketrampilan serta kedisiplinan mud engineer dalam melakukan

pemantaun kebutuhan sirkulasi.

b. Wawancara

Mengadakan wawancara langsung kepada operator mud engineer, company

man, rig men, mud logger serta mekanik setempat terhadap hal-hal yang

berhubungan dengan objek penelitian.

3

3. Tahap Analisis Pengolahan Data

Analisis hasil pengolahan data dilakukan dengan tujuan memperoleh

kesimpulan sementara. Selanjutnya kesimpulan sementara tersebut akan diolah lebih

lanjut dalam bagian pembahasan.

4. Tahap Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh setelah dilakukan korelasi antara hasil

pengolahan data yang telah dilakukan dengan permasalahan yang diteliti.

Kesimpulan ini merupakan hasil akhir dari semua aspek yang telah di bahas.

VI. MANFAAT PENELITIAN

Manfaat penelitian ini adalah untuk dapat mengetahui sifat fisik lumpur dan jenis

lumpur serta apa saja bahan pembuat lumpur dan bagaimana cara pembuatannya

yang ada di PT.Pertamina EP.

VII. PENYELESAIAN MASALAH

Dasar Teori

7.1. Definisi Lumpur Pemboran

Definisi dari lumpur pemboran (mud) didefinisikan sebagai fluida dalam

operasi pemboran berputar yang memiliki banyak variasi fungsi, dimana merupakan

salah satu faktor yang berpengaruh terhadap optimalnya operasi pemboran

(Rubiandini, 1998). Oleh karena itu sangat menentukan keberhasilan suatu ooperasi

pemboran. Lumpur pemboran sendiri terbagi menjadi :

a. Fresh water mud

b. Salt water mud

c. Oil base mud

d. Gaseous drilling fluid

7.2. Sifat-Sifat Fisik Lumpur Pemboran

Komposisi dan sifat-sifat lumpur sangat berpengaruh pada pemboran.

Perencanaan casing, drilling rate dan completion dipengaruhi oleh lumpur yang

digunakan saat itu. Berikut sifat-sifat fisik lumpur bor yaitu :

a) Densitas

4

Densitas lumpur bor merupakan salah satu sifat lumpur yang sangat penting,

karena peranannya berhubungan langsung dengan fungsi lumpur bor sebagai

penahan tekanan formasi. Adanya densitas lumpur bor yang terlalu besar akan

menyebabkan lumpur hilang ke formasi (lost circulation), apabila densitasnya terlalu

kecil akan menyebabkan kick (masuknya fluida formasi ke lubang sumur). Maka

densitas lumpur harus disesuaikan dengan keadaan formasi yang akan dibor.

Densitas lumpur dapat menggambarkan gradien hidrostatis dari lumpur bor dalam

psi/ft. Tetapi dilapangan biasanya dipakai satuan ppg (pound per gallon).

Densitas adalah berat suatu zat ( dalam hal ini adalah lumpur) dalam suatu

volume tertentu. Densitas biasanya ditulis dengan simbol “p” dengan dimensi

kg/dm3, gr/cc dan lb/gal. Tekanan hidrostatik di dasar lubang bor merupakan fungsi

dari densitas lumpur.

Hubungan antara tekanan hidrostatik dengan densitas lumpur di jabaarkan oleh

Rumbiandini :

Ph = 0.0052 × mw × D

Keterangan :

Ph : tekanan hidrostatik lumpur psi

Mw : densitas lumpur pound per gallon

D : kedalaman lubang bor feet

Berdasarkan rumus tersebut maka berlaku ketentuan bahwa densitas lumpur

yang besar akan memberikan tekanan hidrostatik yang besar pula, demikian pula

sebaliknya. Densitas dapat diukur dengan alat yang disebut Mud Balance. Volume

setiap material adalah additeve atau dengan kata lain volume tiap material yang

ditambahkan untuk memperoleh jenis lumpur dan fisik yang di inginkan :

b) Viscositas

Viskositas adalah tahanan fluida terhadap aliran atau gerakan yang disebabkan

oleh adanya gesekan antara partikel pada fluida yang mengalir, yang mana

disebabkan oleh adanya pergeseran antara :

5

Partikel-partikel itu sendiri.

Partikel-partikel padatan itu sendiri.

Partikel padatan dengan molekul zat cair.

Molekul-molekul zat cair.

Pada lumpur bor, viskositas merupakan suatu tahanan terhadap aliran lumpur

yang memegang peranan dalam pengangkatan serbuk bor ke permukaan. Semakin

kental lumpur maka pengangkatan cutting makin baik. Apabila lumpur tidak cukup

kental maka pengangkatan serbuk bor kurang sempurna dan akan mengakibatkan

serbuk bor tertinggal didalam lubang bor sehingga menyebabkan rangkaian pipa

pemboran akan terjepit. Akan tetapi apabila lumpur mempunyai viskositas yang

besar sekali maka akan dapat mengakibatkan problem pada pemisahan cutting

permukaan.

c) Gel Strength

Pada saat sirkulasi berhenti, lumpur akan mengagar atau menjadi gel. Hal ini

disebabkan oleh adanya gaya tarik-menarik antara partikel padatan lumpur dalam

kondisi statis, gaya mengagar inilah yang disebut gel strength. Diwaktu lumpur

berhenti melakukan sirkulasi, lumpur harus mempunyai gel strength yang dapat

menahan serbuk lumpur bor dan material pemberat lumpur agar tidak turun. Akan

tetapi jika gel strength terlalu tinggi akan menyebabkan kerja pompa terlalu berat

untuk memulai sirkulasi kembali. Walaupun pompa mempunyai daya yang kuat,

pompa tidak boleh memompakan lumpur dengan daya yang besar karena dapat

menyebabkan formasi pecah. Gel strength dapat diukur dengan menggunakan

Stromer Viscometer. Kekuatan gel strength secara kualitatif dapat dikualifikasikan

menjadi dua tipe, yaitu gel strength 10 detik dan gel strength 10 menit yang dihitung

dalam satuan lb/100 ft2.

d) Laju Tapisan (Water Loss)

Lumpur pemboran terdiri dari komponen padat dan cair. Karena pada

umumnya lubang sumur mempunyai pori-pori, maka komponen cair dari lumpur

akan masuk kedalam dinding lubang bor yang disebut sebagai laju tapisan. Zat cair

yang masuk ini disebut filtrate, kegunaan laju lapisan adalah membentuk mud cake

pada dinding lubang bor.

6

Didalam proses filtrasi, maka laju tapisan dapat dibagi menjadi dua bagian

yaitu:

1. Statik filtrasinya, merupakan filtrasi yang terjadi pada saat lumpur dalam keadaan

diam (tidak ada sirkulasi)

2. Dinamik filtrasi, filtrasi yang terjadi dalam keadaan ada sirkulasi dan pipa bor

berputar

Cairan yang masuk kedalam formasi pada dinding lubang bor akan

menyebabkan akibat negatif, yaitu dinding lubang bor akan lepas dan runtuh, water

blocking, differential sticking.

a. Dinding lubang bor akan lepas dan runtuh.

Bila formasi yang dimasuki oleh zat cair yang masuk tersebut adalah air,

maka ikatan antara partikel formasi akan lemah, sehingga dinding lubang bor

cenderung untuk runtuh.

b. Water Blocking

Filtrat yang berupa aliran akan menghambat aliran minyak dari formasi

kedalam lubang sumur jika dari lumpur banyak.

c. Differential Sticking

Seiring dengan banyaknya laju tapisan maka mud cake dari lumpur akan

tebal. Diwaktu sirkulasi berhenti ditambah dengan berat jenis lumpur yang

besar, maka drill collar akan cenderung terjepit, karena mud cake akan

menahan drill collar yang terbenam dalam mud cake serta lumpur akan

menekan dengan tekanan hidrostatik yang besar ke dinding lubang bor.

e) Sand Content

Sand Content yaitu tercampurnya serpihan-serpihan formasi (cutting) ke

dalam pemboran akan membawa pengaruh pada operasi pemboran. Serpihan-

serpihan pemboran yang biasanya berupa pasir akan dapat mempengaruhi

karakteristik lumpur yang disirkulasikan, dalam hal ini akan menambah densitas

lumpur yang telah mengalami sirkulasi. Bertambahnya densitas lumpur yang

tersirkulasi ke permukaan akan menambah beban pompa sirkulasi lumpur. Oleh

karena itu, setelah lumpur disirkulasikan harus mengalami proses pembersihan

terutama untuk menghilangkan partikel-partikel yang, masuk ke dalam lumpur

7

selama sirkulasi. Alat-alat ini, yang biasanya disebut “Conditioning Equipment”,

adalah:

a. Shale Shaker

Fungsinya membersihkan lumpur dari serpihan-serpihan atau cutting yang

berukuran besar.

b. Degasser

Fungsinya untuk membersihkan lumpur dari gas yang mungkin masuk ke lumpur

pemboran.

c. Desander

Fungsinya untuk membersihkan lumpur dari partikel-partikel padatan yang

berukuran kecil yang bisa lolos dari shale shaker.

d. Desilter

Fungsinya sama dengan desander, tetapi desilter dapat membersihkan lumpur

dari partikel-partikel yang berukuran lebih kecil.

7.3. Fungsi Lumpur Pemboran

Tujuan terpenting dalam penggunaan suatu lumpur pemboran yaitu agar

didalam proses pengeboran tidak menemui masalah-masalah yang dapat

menghambat kelancaran pemboran itu sendiri. Untuk itu lumpur bor harus

mempunyai beberapa fungsi penting antara lain:

a. Mengangkat serbuk bor keatas permukaan

Serbuk bor (cutting) dihasilkan dari pengikisan formasi oleh pahat didalam

melakukan pemboran, dan serbuk bor tersebut harus dikeluarkan dari dalam lubang

bor karena hal tersebut dapat mempengaruhi keberhasilan atau tidaknya suatu

pemboran. Apabila serbuk bor tidak dikeluarkan maka akan terjadi penumpukan

serbuk bor didasar lubang dan jika ini terjadi maka akan timbul masalah seperti

terjepitnya rangkaian pipa bor.

Serbuk bor dapat terangkat jika lumpur mempunyai kemampuan untuk

mengangkatnya, kemampuan serbuk bor untuk terangkat kepermukaan tergantuk

yield point itu sendiri. Jika lumpur sudah mempunyai yield point yang memadai

maka dengan melakukan sirkulasi, serbuk bor dapat terangkat keluar bersama dengan

lumpur untuk dibuang melalui alat pengontrol padatan (solid contro equipment)

b. Melumasi dan mendinginkan pahat bor.

8

Dalam pemboran, panas dapat timbul akibat dari pergesekan pahat dan

rangkaian pemboran, kemungkinan panas tersebut dikonduksikan terus oleh formasi.

Konduksi formasi umumnya kecil, sehingga sulit untuk menghilangkan panas. Maka

dari itu panas tersebut harus dipindahkan dari titik gesekan ke lumpur dan

diharapkan cukup mendinginkan serta melumasi rangkaian alat bor.

c. Melapisi dinding bor dengan mud cake

Lumpur yang mempunyai kandungan padatan yang berasal dari bentonite

akan membuat mud cake atau lapisan zat padat tipis dipermukaan lubang yang

semipermeable. Pembentukan mud cake akan terjadi apabila ada lapisan

semipermeable dan perbedaan tekanan antara tekanan hidrostatik dengan dinding

lubang bor. Mud cake yang terbentuk diharapkan dapat menahan aliran fluida yang

masuk kedalam formasi. Cairan yang masuk kedalam formasi tersebut

disebut filtrate. Sifat well building ini dapat diperbaiki dengan menambah sifat

koloidal lumpur pemboran dengan bentonite yang memberi zat kimia untuk

memperbaiki distribusi zat padat dalam lumpur, misalnya polimer jenis PAC-R ,

yang dianalisa didalam laboratorium ini dapat mengurangi laju tapisan dan mud

cake.

d. Mendapatkan informasi sumur

Dalam suatu pemboran juga dilakukan analisa serebuk bor, yaitu dengan

analisa serbuk bor yang naik kepermukaan untuk mendapatkan serta menentukan

jenis formasi apa yang dibor.

e. Menahan sebagian berat rangkaian pemboran

Dengan bertambahnya kedalaman dalam pemboran maka berat yang ditahan

oleh peralatan dipermukaan menjadi bertambah . Berat peralatan tersebut diapungkan

oleh gaya yang sama dengan berat jenis lumpur yang menyebabkan pengurangan

pada berat total.

f. Mengontrol tekanan formasi

Pada tekanan yang normal, air dan padatan cukup menhan tekanan formasi.

Untuk tekanan yang lebih kecil dari tekanan normal (subnormal pressure), densitas

lumpur harus diperkecil agar lumpur tidak masuk atau hilang keformasi. Sebaliknya

untuk tekanan yang lebih besar dari normal (abnormal pressure), maka penambahan

material pemberat perlu ditambahkan untuk memperberat lumpur. Tekanan yang

9

diakibatkan oleh kolom lumpur pada kedalaman D ft, dapat dihitung dengan

persamaan berikut:

g. Media logging

Pada operasi pemboran lumpur bor dianalisa untuk mengetahui apakah

mengandung tidaknya hidrokarbon. Selain itu dilakukan untuk membuat contoh log,

yaitu analisa serbuk bor yang naik kepermukaan dan berguna untuk menentukan

formasi yang aktif.

h. Mencegah dan menghambat korosi

Korosi adalah proses elektro kimia yang diakibatkan karena semakin banyak

jumlah ion elektrolit didalam lumpur atau semakin tinggi konduktivitas lumpur

semakin besar laju korosi yang berada pada kondisi asam.

i. Sebagai tenaga penggerak

Lumpur yang keluar melalui lubang dari mata bor (nozzle) pada saat

pemboran dapat berfungsi sebagai tenaga penggerak putaran dari mata bor itu

sendiri. Jadi putaran tidak perlu dilakukan dari permukaan yang menggunakan rotary

table atau top drive. Perputaran yang cepat dapat dilakukan dengan menaikan

kecepatan pompa sehingga akam dihasilkan putaran yang tinggi. Putaran yang tinggi

tentu akan menghasilkan laju penembusan yang tinggi pula

sehingga dapat mengurangi waktu pembora untuk mencapai kedalaman yang

diinginkan.

j. Menahan serbuk bor dan material pemberat selama sirkulasi berhenti

Kemampuan lumpur untuk menahan serbuk bor selama sirkulasi dihentikan

terutama tergantung dari daya agarnya. Dengan lumpur menjadi gel, tahanan

terhadap gerakan serbuk bor kebawah dapat dipertinggi. Serbuk bor perlu ditahan

agar tidak turun kebawah, karena apabila turun kebawah maka dapat menyebabkan

akumulasi serbuk bor dan masalah akan timbul seperti pipa terjepit. Tetapi gel yang

terlalu besar akan berakibat buruk terhadap tekanan pompa, karena pompa akan

memerlukan tekanan yang besar untuk dapat membuat lumpur mengalir.

7.4. Kontaminasi Lumpur Pemboran

Sejak digunakannya teknik rotary drilling dalam operasi pemboran lapangan

minyak, lumpur pemboran menjadi sangat penting. Bahkan lumpur pemboran

menjadi salah satu pertimbangan dalam mengoptimasikan operasi pemboran. Oleh

10

sebab itu mutlaklah untuk memelihara atau mengontrol sifat-sifat fisik lumpur

pemboran agar sesuai dengan yang diinginkan.

Salah satu penyebabnya berubahnya sifat-sifat fisik lumpur adalah adanya

material-material yang tidak diinginkan (kontaminan) yang masuk ke dalam lumpur

pada saat operasi pemboran sedang berjalan. Kontaminasi yang sering terjadi adalah

sebagai berikut :

a.Kontaminasi Sodium Clorida

Kontaminasi ini sering terjadi pada saat pemboran menembus kubah garam

(salt dome), lapisan garam, lapisan batuan yang mengandung konsentrasi garam

cukup tinggi atau akibat air formasi yang berkadar garam tinggi dan masuk ke

dalam sistem lumpur. Akibat adanya kontaminasi ini, akan mengakibatkan

berubahnya sifat lumpur seperti viscositas, yield point, gel strength dan filtration

loss. Kadang-kadang penurunan pH dapat pula terjadi bersamaan dengan

kehadiran garam pada sistem lumpur.

b.Kontaminasi Gypsum

Gypsum dapat masuk ke dalam lumpur pada saat pemboran menembus

formasi gypsum, lapisan gypsum yang terdapat pada formasi shale atau limestone.

Akibat adanya gypsum dalam jumlah yang cukup banyak dalam lumpur

pemboran, maka akan merubah sifat fisik lumpur tersebut seperti viscositas

plastik, yield point, gel strength dan fluid loss.

c. Kontaminasi Semen

Kontaminasi semen dapat terjadi akibat operasi penyemenan yang kurang

sempurna atau setelah pengeboran lapisan semen dalam casing, float collar dan

casing shoe. Kontaminasai semen akan merubah viscositas plastik, yield point, gel

strength, fluid loss dan pH lumpur.

Selain dari ketiga kontaminasi di atas, bentuk kontaminasi yang lain yang

dapat terjadi selama operasi pemboran adalah :

a. Kontaminasi “Hard Water“ atau kontaminasi oleh air yang mengandung

ion calsium dan magnesium yang cukup tinggi.

b. Kontaminasi Carbon Dioxide.

c. Kontaminasi Hydrogen Sulfide.

d. Kontaminasi Oxygen.

11

7.5. Jenis-Jenis Lumpur Pemboran

ZABA dan DOHERTY (1970) mengklasifikasikan lumpur bor terutama

berdasarkan fasa fluidanya : air (water base), minyak (oil base) atau gas, sebagai

berikut :

I. Fresh Water Muds (lumpur air tawar)

a. Spud b. Natural atau Native (alamiah)

c. Bentonite – treated

d. Phospate – treated

e. Organic coloid – treated

f. “Red” atau alkaline – tannate treated

g. Calcium muds

1. Lime – treated

2. Gypsum – treated

3. Calcium – (selain 1 & 2) - treated

II. Salt Water Muds (air asin)

a. Unsaturated salt water

b. Saturated salt water

c. Sodium silicate

III. Oil in Water Emulsion

a. Fresh Water (air tawar)

b. Salt Water (air asin)

IV. Oil Base dan Oil Base Emulsion Muds

V. Gaseous Drilling Fluids

a. Udara atau Natural gas

b. Aerated Muds

I. Fresh Water Muds

Adalah lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan (kalau ada) kadar

garam yang kecil (kurang dari 10000 ppm = 1 % berat garam). Jenis-jenis lumpur

fresh water muds adalah : Spud Mud, Natural Mud, Bentonite – treated mud,

Phosphate treated mud, Organic colloid treated mud, “Red” mud, Calcium mud,

Lime treated mud, Gypsum treated mud dan Calcium salt.

12

A. Spud Mud, adalah lumpur yang digunakan pada pemboran awal atau bagian atas

bagi conductor casing. Fungsi utamanya adalah untuk mengangkat cutting dan

membuka lubang di permukaan.

B. Natural Mud, yaitu dibentuk dari pecahan-pecahan cutting dalam fasa cair, sifat-

sifatnya bervariasi tergantung formasi yang di bor. Lumpur ini digunakan untuk

pemboran yang cepat seperti pemboran pada surface casing.

C. Bentonite – treated Mud, yaitu mencakup sebagian besar dari tipe-tipe air tawar.

Bentonite adalah material paling umum yang digunakan untuk koloid inorganic

yang berfungsi mengurangi filtrate loss dan mengurangi tebal mud cake.

Bentonite juga menaikkan viscositas.

D. Phospate treated Mud, yaitu mengandung polyphospate untuk mengontrol

viscositas gel strength dan juga dapat mengurangi filtrate loss serta mud cake

dapat tipis.

E. Organic colloid treated Mud, terdiri dari penambahan pregelatinized starch atau

carboxymethyl cellulose pada lumpur yang digunakan untuk mengurangi

filtration loss pada fresh water mud.

F. Red Mud, yaitu mendapatkan warnanya dari warna yang dihasilkan oleh

treatment dengan cautic soda dan gueobracho (merah tua). Jenis lumpur ini

adalah alkaline tannate treatment dengan penambahan polyphospate untuk

lumpur dengan pH dibawah 10.

G. Calcium Mud, yaitu lumpur yang mengandung larutan calcium (di sengaja).

Calcium bisa ditambah dengan bentuk slake lime (kapur mati), semen, plaster

(CaSO4) atau CaCl2.

II. Salt Water Mud

Lumpur ini digunakan terutama untuk membor garam massive (salt dome)

atau salt stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang bila ada aliran air

garam yang terbor. Filtrate loss-nya besar dan mud-cake-nya tebal bila tidak

ditambah organic colloid, pH lumpur dibawah 8, karena itu perlu presentative untuk

menahan fermentasi starch. Jika salt mudnya mempunyai pH yang lebih tinggi,

fermentasi terhalang oleh basa. Suspensi ini bisa diperbaiki dengan penggunaan

attapulgite sebagai pengganti bentonite. Adapun jenis-jenis lumpur salt water mud

13

adalah : Unsaturated salt water mud, Saturated salt-water mud dan Sodium-Silicate

muds.

III. Oil-in-Water Emultion Muds (Emulsion Mud)

Pada lumpur ini, minyak merupakan fasa tersebar (emulsi) dan air sebagai

sebagai fasa kontinu. Jika pembuatannya baik, filtratnya hanya air. Sebagai dapat

digunakan baik fresh maupun salt water mud. Sifat-sifat fisik yang dipengaruhi

emulsifikasi hanyalah berat lumpur, volume filtrat, tebal mud cake dan pelumasan.

Segera setelah emulsifikasi, filtrate loss berkurang. Keuntungannya adalah bit yang

lebih tahan lama, penetration rate naik, pengurangan korosi pada drillstring,

perbaikan pada sifat-sifat lumpur (viskositas dan tekanan pompa boleh/dapat

dikurangi, water loss turun, mud cake tipis) dan mengurangi balling (terlapisnya alat

oleh padatan lumpur) pada drillstring. Viskositas dan gel lebih mudah dikontrol bila

emulsifiernya juga bertindak sebagai thinner.

Fresh water oil-in-water emulsion muds adalah lumpur yang mengandung

NaCl sampai 60,000 ppm. Lumpur emulsi ini dibuat dengan menambahkan

emulsifier (pembuat emulsi) ke water base mud diikuti dengan sejumlah minyak

yang biasanya 5 – 25% volume. Jenis emulsifier bukan sabun lebih disukai karena ia

dapat digunakan dalam lumpur yang mengandung larutan Ca tanpa memperkecil

emulsifiernya dalam hal efisiensi. Emulsifikasi minyak dapat bertambah dengan

agitasi (diaduk).

IV. Oil Base Dan Oil Base Emulsion Mud

Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinunya. Komposisinya

diatur agar kadar airnya rendah (3 – 5% volume). Relatif lumpur ini tidak sensitif

terhadap kontaminan. Tetapi airnya adalah kontaminan karena memberi efek negatif

bagi kestabilan lumpur ini. Untuk mengontrol viskositas, menaikkan gel strength,

mengurangi efek kontaminasi air dan mengurangi filtrate loss, perlu ditambahkan

zat-zat kimia.

Manfaat oil base mud didasarkan pada kenyataan bahwa filtratnya adalah

minyak karena itu tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif baik

terhadap formasi maupun formasi produktif (jadi ia juga untuk completion mud).

Kegunaan terbesar adalah pada completion dan work-over sumur. Kegunaan lain

14

adalah untuk melepaskan drillpipe yang terjepit, mempermudah pemasangan casing

dan liner.

Oil base emulsion dan lumpur oil base mempunyai minyak sebagai fasa

kontinu dan air sebagai fasa tersebar. Umumnya oil base emulsion mud mempunyai

manfaat yang sama seperti oil base-mud, yaitu filtratnya minyak dan karena itu tidak

menghidratkan shale/clay yang sensitif. Perbedaan utamanya adlah bahwa air

ditambahkan sebagai tambahan yang berguna (bukan kontaminan). Air yang

teremulsi dapat antara 15 – 50% volume, tergantung densitas dan temperatur yang

diinginkan (dihadapi dalam pemboran). Karena air merupakan bagian dari lumpur,

maka lumpur ini dapat mengurangi bahaya api, dan pengontrolan flow propertinya

dapat seperti water base mud.

V. Gaseous Drilling Fluid

Digunakan untuk daerah-daerah dengan formasi keras dan kering. Dengan

gas atau udara dipompakan pada annulus, salurannya tidak boleh bocor.

Keuntungan cara ini adalah penetration rate lebih besar, tetapi adanya formasi

air dapat menyebabkan bit balling (bit dilapisi cutting/padatan) yang merugikan. Juga

tekanan formasi yang besar tidak membenarkan digunakannya cara ini. Penggunaan

natural gas membutuhkan pengawasan yang ketat pada bahaya api. Lumpur ini juga

baik untuk completion pada zone-zone dengan tekanan rendah.

Suatu cara pertengahan antara lumpur cair dengan gas adalah aerated mud

drilling dimana sejumlah besar udara (lebih dari 95%) ditekan pada sirkulasi lumpur

untuk memperendah tekanan hidrostatik (untuk lost circulation zone), mempercepat

pemboran dan mengurangi biaya pemboran.

7.6. Additive Lumpur Pemboran

Additive lumpur pemboran adalah material-material yang ditambahkan untuk

merawat lumpur agar sesuai sifat-sifatnya dengan yang dibutuhkan.

a. Material Pemberat Lumpur

Material yang ditambahkan untuk menaikkan berat jenis lumpur atau disebut

juga dengan weight material. Seperti : Barite atau Barium Sulfate, Calcium

Carbonate untuk oil base mud dan Galena.

b. Material Pengental Lumpur

15

Zat kimia pengental lumpur merupakan bahan untuk menaikkan viskositas

dari lumpur bor. Material ini termasuk viscosifier. Seperti : Wyoming bentonite, High

Yielding Clay, Attapulgite clay untuk salt water mud dan Extra high yield bentonite.

c. Material Pengencer Lumpur

Zat kimia pengencer lumpur ini makdusnya adalah zat kimia yang digunakan

untuk menurunkan viskositas lumpur bor atau disebut juga Thinner. Seperti : Chrome

lignosulfonate, Alkaline lignite, Sodium Acid Pyrophospate, dll.

d. Filtration Loss Control Agent

Filtration Loss Control Agent maksudnya adalah bahan-bahan untuk

mengurangi filtration loss dan menipiskan mud cake. Seperti : Pregelatinized Starch,

Sodium Carboxymethylcellulose, dll.

e. Lost Circulation Material

Bahan ini untuk menyumbat bagian yang menimbulkan lost circulation. Jadi

bahan untuk menghentikan lost circulation. Seperti : Blended Fiber, Graded Mica,

Ground walnut hulls, dll.

7.7. Sistem Sirkulasi Lumpur Pemboran

Fungsi utama dari sistem sirkulasi adalah untuk mengangkat serbuk bor dari

dasar lubang menuju permukaan pada waktu operasi pemboran. Skema sistim

sirkulasi lumpur pemboran berawal dari lumpur pemboran yang mengalir dari tangki

penghisap dimana lumpur menuju pompa lumpur, kemudian dari pompa lumpur

mengalir melalui sambungan pipa menuju stand pipe masuk kedalam rangkaian pipa

bor sampai ke pahat bor. Melalui corong pahat bor, lumpur naik keruang annulus

diantara rangkaian bor dengan lubang menuju permukaan dan melalui peralatan

pengontrol padatan dan tangki, lumpur kembali ke tangki penghisap.

Komponen utama dari sistem sirkulasi adalah :

a) Pompa Lumpur

b) Rangkaian Pipa Permukaan

c) Rangkaian Pipa di dalam lubang

d) Tangki Lumpur dan peralatan pengontrol padatan

Berikut adalah alur sirkulasi lumpur pemboran :

Mud Tank → Mud Pump → Mud Line → Stand Pipe → Goose Neck → Swivel→

Kelly Pipe → Drill Pipe → Drill Colar → Bit → Anulus → Mud Line

16

Untuk mengalirkan fluida pemboran ini dibutuhkan pompa sebagai tenaga

penggerak. Pompa lumpur umunya adalah tipe pompa piston (Reciprocating Positive

Displacement), dapat berupa sistim duplex dengan dua silinder piston. Umunya dua

pompa sirkulasi dipakai dalam proses pemboran. Untuk lubang ukuran besar pada

tahap pemboran, kedua pompa dapat dipakai sekaligus untuk mengalirkan laju alir

yang besar. Berikut ini adalah Gambar dari Sistem Sirkulasi Lumpur Pemboran.

Gambar Sistem Sirkulasi Lumpur Pemboran

Keterangan Gambar :

A = Mud Mixing Equipment

1 = Steel Tanks

2 = Mud Pump

3 = Drill String

4 = Contaminant Removal

5 = Pit pembuangan Cutting

7.8. Komposisi Lumpur Pemboran

Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serbuk

pemboran (cutting). Lalu dengan perkembangan teknologi, maka lumpur mulai

17

digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat, zat kimia ditambahkan dan akhirnya

digunakan pula udara dan gas untuk pemboran walaupun lumpur tetap bertahan.

Secara umum lumpur pemboran mempunyai empat komponen atau fasa :

a. Fasa cair (komponen cair)

b. Padatan yang reaktif (komponen paling dalam)

c. Padatan insert

d. additive

Keempat komponen ini dicampurkan sedemikian rupa sehingga didapatkan

lumpur pemboran yang sesuai dengan formasi yang ditembus.

a. Fasa cair

Zat cair dari lumpur pemboran merupakan fasa dasar dari lumpur yang mana

berupa air atau minyak ataupun keduanya yang disebut dengan emulsi. Emulsi ini

dapat terdiri dari dua jenis, yaitu emulsi minyak dalam air dan air didalam minyak.

Lebih dari 75% lumpur pemboran menggunakan air. Disini air dapat dibagi menjadi

dua, yaitu air tawar dan air asin. Sedangkan air asin sendiri dibagi menjadi dua, yaitu

air asin jenuh dan air asin yang tidak jenuh. Untuk pemilihan air, hal ini dapat

disesuaikan dengan lokasi setempat, lokasi mana yang mudah didapat, dan juga

disesuaikan dengan formasi yang akan ditembus.

b. Reactive Solid

Padatan yang bereaksi dengan zat cair lumpur disebut dengan reactive solid.

Padatan ini membuat lumpur menjadi kental atau berbentuk koloid. Dalam lumpur

bor yang bertindak sebagai reactive solid adalah barite, yang mana bila barite

tercampur dengan air maka akan terbentuk koloid. Air yang tercampur dengan barite

ini adalah air laut.

c. Inert Solid

Inert Solid merupakan komponen padatan dari lumpur yang tidak bereaksi

dengan zat cair lumpur bor. Dalam kehidupan sehari-hari pasir yang diaduk dengan

air apabila kita diamkan beberapa saat akan turun kedasar tempat kita mengaduknya.

Disini pasir disebut inert solid. Didalam lumpur bor inert solid berguna untuk

menambah berat jenis dari lumpur, yang tujuannya untuk menahan tekanan dari

tekanan formasi. Inert Solid dapat pula berasal dari formasi-formasi yang dibor dan

terbawa oleh lumpur seperti chert, pasir, atau clay non swelling. Padatan seperti ini

18

bukan sengaja untuk menaikan densitas lumpur dan perlu dibuang secepat mungkin

(dapat menyebabkan abrasi dan kerusakan pompa).

d. Adittive

Didalam lumpur pemboran selain terdiri dari atas komponen pokok lumpur,

maka ada material tambahan yang berfungsi mengontrol dan memperbaiki sifat-sifat

lumpur agar sesuai dengan formasi yang dihadapi selamaoperasi pemboran. Berikut

ini disebutkan beberapa bahan kimia yaitu untuk tujuan menaikan berat jenis lumpur,

menaikan viskositas, menurunkan viskositas, menurunkan laju tapisan dan lain-lain.

7.9 Analisa Kimia Lumpur Bor

Seperti yamg diketahui lumupr bor sangat menentukan keberhasilan suatu

operasi pemboran. Oleh sebab itu penanganan sifat-sifat fisik maupun kimia lumpor

harus dilakukan sebaik-baiknya, dengan cara menganalisis perubahan pada sifat-

sifatnya.

Dalam percobaan akan dilakuka analisis lumpur bor dan filtratnya yaitu:

analisis sifat kimia alkalinitas, analisis kesadahan total, analisis kandungan ion klor

(Cl), ion kalsium (Ca), ion besi (Fe), serta pH lumpur bor ( dalam hal ini filtratnya).

Alkalinitas atau keasaman lumpur, ditunjukkan dengan harga pH-nya, tetapi

karakeristik lumpu dapat berfluktuasi meskipun harga pH-nya tetap. Hal ini

berhubungan dengan bervariasinya jenis dan jumlah ion-ion yang terdapat didalam

lumpur bor (filtrat lumpur), dalam percobaan ini yang akan dianalisa adalah

alkalinitas filtratnya.

Kesadahan total dari lumpur (filtrat lumpur) pemboran dilakukandengan

menyelidiki kandungan ion Mg+2 dan Ca+2 di dalam lumpur bor (filtrat lumpur).

Analisis ion klor merupakan hal yang penting untuk dilakukan, terutama jika

pemboran dilakukan di daerah yang kemungkinan terkontaminasinya ion oleh garam

NaCl sangat besar. Caranya adalah dengan mentitrasi suatu filtrat lumpur dengan

larutan standar perak nitrat.

Adanya ion kalsium dalam jumlah yang banyak dalam lumpur bor juga perlu

untuk dianalisis, hal ini berkaitan dengan kemungkinan terjadinya kontaminasi

lumpur oleh gypsum, yang akan merubah sifat-sifat fisik lumpur, seperti besar water

loss dan gel strength-nya. Begitu pula dengan analisis kandungan ion besi di dalam

19

lumpur bor, karena ion besi yang terdapat dalam lumpur dapat mengindikasikan

terjadinya korosi pada peralatan.

VIII. JADWAL KEGIATAN PENELITIAN

    2015No Kegiatan Februari Maret April    1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 41 Studi Literatur X X X X X X X X X2 Orientasi Lapangan     X X   X          3 Pengambilan Data       X X  X        4 Pengolahan Data           X X X  X    5 Penyusunan Draft               X X X X X

20