Upload
jelitaaa
View
65
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
resume tentang casing.teknik pemboran
Citation preview
RESUME TEKNIK PEMBORAN I
“CASING”
NAMA : JELITA ANINDYA
NIM :12.01.107
KELAS : TP Reg B 2012
Setelah suatu pemboran minyak dan gas bumi mencapai kedalaman
tertentu, maka kedalaman sumur tersebut perlu dipasang casing yang kemudian
dilanjutkan dengan proses penyemanan. Casing merupakan suatu pipa baja yang
berfungsi antara lain : Mencegah gugurnya dinding sumur, menutup zona
bertekanan abnormal, zona lost dan sebagainya. Tujuan utama dari perencanaan
casing adalah mendapatkan rangkaian casing yang cukup kuat untuk melindungi
sumur baik selama pemboran maupun produksi dengan biaya yang murah. Selama
bertahun-tahun pemboran putar konvensional (pahat pada ujung rangkaian pipa
pemboran) telah mendominasi dunia pemboran minyak dan gas di seluruh dunia,
terutama semenjak rotary rock bit muncul pada tahun 1909. Dengan metode
pemboran ini dapat terjadi beberapa kali cabut-masuk rangkaian pemboran pada
suatu sumur.
Pemboran dengan casing merubah dasar tersebut. Pemboran ini menawarkan
kinerja yang sama dengan pemboran menggunakan pipa bor konvensional.
Pekerjaan memasukkan casing dan membor formasi yang dilakukan bersamaan
dapat menghilangkan sejumlah langkah dalam pemboran konvensional dan
menyediakan beberapa keuntungan tambahan.
Konsep Dasar Casing Drilling
Sistem casing drilling adalah sistem atau metode pemboran dengan menggunakan
casing sebagai rangkaian pipa pemboran. Dalam hal ini fungsi dari rangkaian pipa
pemboran sebagai media untuk melewatkan energi mekanik dan hidrolik kepada
pahat bor digantikan oleh casing sehingga dalam pengoperasiannya sistem ini
memerlukan peralatan khusus atau beberapa bentuk modifikasi dari peralatan
konvensional yang sudah ada.
Pada dasarnya, suatu rangkaian casing drilling terbagi menjadi dua rangkaian
utama yaitu :
1. Rangkaian Bottom Hole Assembely (BHA)
Rangkaian BHA casing drilling terdiri dari :
Pilot Bit.
Underreamer.
Motor untuk Dirrectional Control (jika diperlukan).
Rangkaian peralatan LWD dan MWD (jika diperlukan).
2. Rangkaian Pipa Casing
Rangkaian pipa casing pada casing drilling telah didesain khusus untuk
menahan beban putaran dan tekanan, yang telah dilengkapi pula dengan
parameter khusus seperti :
Casing Lock Collar
Casing Torque Collar
Centralizer Khusus
3. Sistem pengunci pada bagian akhir rangkain Pada aplikasinya rangkaian
BHA diturunkan dan dipasang pada bagian akhir casing dengan sutu sistem
pengunci khusus, kemudian kedua rangkaian tersebut diturunkan secara
bersamaan ke dalam lubang bor dan melakukan pekerjaan pemboran
sampai menembus formasi yang dituju. Sedangkan untuk mengoperasikan
sistem BHA serta untuk mencabut rangkaian BHA apabila kedalaman yang
sudah tercapai atau diperlukan untuk mengganti bit atau motor digunakan
powerfull wireline unit.
Beberapa fungsi dari casing adalah sebagai berikut :
1. Mencegah Gugurnya Dinding Sumur
Pada lapisan batuan yang tidak terkonsolidasi dengan baik, maka pada saat
pemboran menembus lapisan tersebut dapat menyebabkan terjadinya
pembesaran pada lubang bor. Pembesaran pada lubang bor ini adalah
akibat runtuhnya dinding sumur, lebih jauh apabila lapisan lunak ini
berselang-seling dengan lapisan keras maka akan memberikan efek
pembelokan terhadap drill string.
2. Mencegah Terkontaminasinya Air Tanah Oleh Lumpur Pemboran
Dalam suatu pemboran, untuk mengimbangi tekanan formasi digunakan
lumpur pemboran yang memiliki densitas tertentu. Lumpur pemboran ini
akan memberikan/mengimbangi tekanan hidrostatik dari formasi. Pada
dinding sumur akan terbentuk mud cake sedangkan filtrat lumpur akan
masuk menembus formasi. MAsuknya filtrat lumpur ke dalam formasi
dapat menyebabkan adanya air. Untuk mencegah terjadinya pencemaran
air formasi maka dipasanglah casing.
3. Menutup Zona Bertekanan Abnormal dan Zona Loss
Zona bertekanan abnormal adalah zona yang dapat menyebabkan
terjadinya well kick yaitu masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor.
Terlebih apabila fluida ini berupa gas dan tidak segera ditanggulangi maka
akan terjadi semburan liar (blow out)yang sangat membahayakan.
Sedangkan zona loss adalah zona dimana lumpur pemboran menghilang
masuk ke formasi.
4. Membuat Diameter Sumur Tetap
Sebagaimana disebutkan diatas bahwa pada dinding sumur akan terbentuk
mud cake. tetapi ketebalan mud cake ini merupakan fungsi dari waktu dan
permeabilitas dari batuan yang ditembus.Bila permeabilitasnya besar maka
mud cake semakin tebal. Dengan dipasangnya casing maka diameter
sumur akan tetap, hal ini terutama akan bermanfaat apabila kita
membutuhkan data volume annulus secara tepat.
5. Mencegah Hubungan Langsung Antar Formasi
Sebagai contoh apabila suatu sumur dapat menghasilkan minyak dan gas
dari lapisan yang berbeda dan dikehendaki untuk diproduksi bersama-
sama maka untuk memisahkan dua lapisan produktif tersebut dipasang
casing dan packer.
6. Tempat Kedudukan BOP dan Peralatan Produksi
BOP (Blow Out Preventer) merupakan peralatan untuk menahan tekanan
sumur yang berada dalam kondisi kick. BOP ini diletakkan pada surface
casing. Peralatan produksi yang dipasang pada casing misalnya X-mas
Tree dll.
Klasifikasi Casing
Penamaan casing adalah berdasarkan fungsi casing tersebut. Rangkaian casing
yang sama spesifikasinya dapat diberi nama berlainan.
Nama-nama casing adalah sebagai berikut:
Conductor casing,
Surface casing
Intermediate casing,
Production casing.
1. Conductor Casing
Conductor casing adalah casing yang pertama kali dipasang pada konstruksi
sumur. Casing ini dipasang pada kedalaman yang masih cukup dangkal, biasanya
sampai kedalaman ± 200 ft.
Casing yang digunakan sebagai conductor casing ini umumnya mempunyai
diameter yang cukup besar yaitu sekitar 20´´ sampai dengan 30´´, dan biasanya
digunakan untuk kondisi lunak atau mudah gugur.
Adapun fungsi dari conductor casing antara lain :
Khusus di offshore adalah untuk melindungi drillstring dari air laut,
dipasang dari platform hingga dasar laut,
Pada onshore fungsinya yaitu Menutup formasi permukaan yang mudah
runtuh, seperti ra-rawa, gambut dan sebagainnya,
Mencegah kontaminasi air tawar oleh lumpur pemboran,
Melengkapi sistem pengaliran lumpur untuk trayek pemboran selajutnya.
2. Surface Casing
Surface casing adalah casing yang dipasang setelah conductor casing. Kedalaman
surface casing ditentukan berdasarkan dari unconsolided sand (pasir lepas) serta
kedalaman lapisan air tawar yang dilindungi. Untuk daerah-daerah yang
mempunyai lapisan batuan lunak atau pada sumur-sumur eksplorasi dimana
diperkirakan timbul gas bertekanan. Casing ini disemen hingga kepermukaan.
Adapun fungsi dari surface casing antara lain :
Menghindari gugurnya lubang pengaliran lumpur
Melindungi lapisan air tawar dari pencemaran lumpur pemboran
Menghindari lapisan bertekanan yang akan dijumpai selama pemboran
Melengkapi sistem pengaliran lumpur
Sebagai tempat kedudukan BOP dan well head
Menyangga seluruh berat rangkaian casing berikutnya yang telah
dimasukkan kedalam sumur.
Makin dalam formasi yang ditembus umunya tekanan formasinya makin besar,
dan juga sering dijumpai formasi bertekanan abnormal, dapat menimbulkan kick.
Untuk mencegah agar tidak blow out, maka sumur harus dilengkapi dengan blow
out preventer (BOP) yang dipasang pada ujung atas surface casing.
Gambar surface casing setelah dipasang BOP dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 1.
Surface Casing Sebagai Tempat duduk BOP
3. Intermediate Casing
Apabila waktu pemboran ditemukan formasi-formasi yang menimbulkan masalah,
maka diperlukan suatu casing untuk menutup formasi tersebut. Casing yang
berfungsi untuk menutup yang menimbulkan masalah dalam operasi pemboran
sering disebut dengan intermediate casing.
Pada prinsipnya intermediate casing untuk menutup zone-zone yang menimbulkan
kesulitan dalam operasi pemboran antara lain :
Menutup formasi garam, gypsum dan formasi shale yang mudah runtuh
Menutup zone-zone bertekanan tinggi (abnormal), lost circulation dan
zone yang mengandung fluida yang sangat korosif
Menghindari pipa terjepit pada saat pemboran formasi dengan interval
yang terlalu panjang. Gambar intermediate casing menutup formasi yang
menimbulkan kick dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.
Intermediate Casing Untuk Menutupi Formasi Abnormal
4. Production Casing
Setelah ditemukan formasi yang akan diproduksikan, dan sumur sudah dimaksud
untuk diproduksi ke permukaan, maka dipasang casing. Casing ini
menghubungkan formasi produktif ke permukaan, nama casing ini adalah
production casing.
Production casing dipasang sampai diatas lapisan produktif dan ada yang dipasang
sampai menembus lapisan produktif, fungsi dari production casing adalah sebagai
berikut :
Menyekat antara lapisan produktif yang satu dengan lapisan produktif
yang lainnya agar tidak saling berhubungan.
Melindungi alat-alat produksi yang terdapat dibawah permukaan seperti
pompa dan sebagainya.
5. Liner
Liner pada pokoknya mempunyai fungsi yang sama dengan production
casing, tetapi tidak dipasang hingga permukaan. Liner merupakan selubung yang
digantungkan kepada casing yang sudah terpasang. Tujuannya adalah untuk
menghemat pemakaian casing. Biasanya dipasang untuk sumur-sumur dalam
Apabila pada akhir pemboran diperoleh ukuran lubang yang sangat kecil
sementara itu sumur tidak terlalu dalam maka diperlukan ukuran casing dengan
toleransi yang sangat kecil. Untuk persoalan semacam ini dapat dipergunakan
liner. Alasan yang lain adalah kekuatan menara. Casing yang terlalu panjang
mungkin menara tidak dapat mengangkatnya. Hal ini karena kmampuan menara
lebih kecil dari berat rangkaian casing kalau dipasang dari dasar lubang sampai
kepermukaan. Berikut akan tampak liner pada gambar berikut.
Gambar 3.
Liner
Spesifikasi Casing
Jadi, casing atau pipa selubung adalah pipa yang mempunyai spesifikasi
yang khusus untuk digunakan pada sumur minyak dan gas bumi.
Adapun spesifikasi casing tersebut meliputi:
Diameter
Berat nominal
Jenis sambungan
Grade
Length range
1. Diameter
Casing mempunyai tiga macam diameter, yaitu:
- Diameter Luar (OD)
- Diameter Dalam (ID)
- Drift Diameter
Outside diameter (OD) ukuran dinding casing bagian luar. Parameter lain
yang sangat erat hubungannya dengan diameter luar adalah diameter dalam (ID)
serta tebal dari casing. Hubungan antara diameter luar, diameter dalam dan tebal
casing dinyatakan sebagai berikut:
OD = ID + 2t
Dimana:
OD = Diameter luar
ID = Diameter dalam
T = tebal
Hubungan antara diameter dalam, diameter luar dan tebal casing dinyatakan
sebagai berituk:
ID = OD – 2t
Dan untuk mencari dritf diameternya dengan menggunakan persamaan berikut:
Drift diameter = ID – 1/8
Gambar tertang diameter luar, diameter dalam dan tebal casing dilihat pada
gambar berikut:
Gambar 1
(Diameter luar, Diameter dalam dan Tebal Casing)
Untuk menentukan diameter luar casing dilakukan pengukuran pada
bodynya. Selain dari itu dinyatakan juga diameter coupling dan drift diameter.
Drift diameter merupakan diameter maximal suatu benda yang dapat masuk
kedalam casing.
Drift diameter adalah diameter maksimal suatu benda yang dapat
dimasukkan ke dalam casing. Drift diameter lebih kecil dari diameter dalam
casing. Sedangkan diameter coupling berhubungan dengan diameter lubang sumur
yang akan dipasang casing dan clearance antara dinding sumur dengan caoupling.
Dh = Dc + 2a
Dimana:
Dh = diameter hole (lubang)
Dc = diameter coupling
a = luas clearance
Gambar tentang hubungan diameter lubang, diameter casing dan clearance dapat
dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2
(Diameter lubang, Diameter casing dan Clearance)
2. Berat Nominal
Berat nominal casing merupakan berat rata-rata badan dan coupling persatu
satuan panjang. Satuan yang sering digunakan adalah lbs per foot (lbs/ft) dan kilo
gram per meter (kg/m). Adapun kegunaan dari berat nominal ini adalah untuk
menghitung berat rangkaian casing.
Secara matematis berat casing bisa dihitung dengan rumus:
W = BN x L
Dimana:
W = berat casing (lbs)
BN = berat nominal (lbs/ft)
L = panjang casing (ft)
Lubang sumur yang akan di pasang casing tentu mempunyai lumpur
didalamnya, dimana lumpur tersebut akan memberikan gaya apung (Bouyancy)
kepada casing yang menyebabkan berat casing didalam lumpur menjadi
berkurang, sehingga berat casing dalam lumpur dapat dihitung dengan rumus :
Wm = W (1-0,015xBjm)
Dimana:
W = berat casing di udara (lbs)
Wm = berat casing dalam lumpur (lbs)
Bjm = berat jenis lumpur (ppg)
(1-0,015xBjm) = Bouyancy faktor
3. Tipe Sambungan
Satu batang casing dengan yang lain dalam rangkaian casing disambung
dengan menggunakan system ulir. Ada beberapa jenis sambungan, antara lain;
- Round thread and coupling
- Buttress thread coupling
- Extreme line casing
· Round Thread and Coupling
Round thread and coupling mempunyai bentuk ulir seperti V dan mempunyai
8 – 10 butir per inchi. Tipe sambungan ini ada 2 macam, yaitu Long Thread and
Coupling dan Short Thread and Coupling. Long Thread and
Coupling mempunyai tension strength 3% lebih kuat dari Short Thread and
Coupling.
· Buttres Thread and Coupling
Sambungan ini mempunyai bentuk ulir seperti trapezium dan mempunyai
lima ulir per inchi. Buttres Thread and Coupling digunakan untuk tension load
yang besar atau untuk rangkaian casing yang panjang.
· Exterme Line Casing
Sambungan ini mempunyai thread yang menyatu dengan body casing. Bentuk
thread atau ulirnya berbentuk trapezium atau square dan mempunyai lima ulir tiap
inchi. Extreme Line Casing ini mempunyai ketahanan yang besar terhadap
kebocoran. Diameter yang mempunyai lima ulir tiap inchi adalah untuk ukuran
8 5/8 inch sampai 10 3/4 inch. Sedangkan untuk diameter yang kecil (7”)
mempunyai enam ulir per inchi. Gambaran untuk ketiga jenis dan tipe sambungan
casing tersebut dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3
Jenis Sambungan Casing
4. Grade
Grade casing menyatakan mutu bahan pembuat casing tersebut berdasarkan
minimum Yield Strengthnya. Grade sangat erat hubungannya dengan kekuatan
casing tersebut khususnya dalam besarnya tension yang dapat dikenakan pada
casing tersebut. Makin tinggi grade casing maka makin kuat casing terhadap
beban tension. Angka dibelakang casing menyatakan besar minimum yield
strength casing dalam ribuan psi. minimum yield strength didefinisikan sebagai
besarnya beban tension minimum agar terjadi penguluran sebesar 0.5% panjang
pipa, kecuali pada grade P-110 sebesar 0.6 % panjang pipa.
Pada umumnya makin rendah grade casing makin tahan casing terhadap
kerapuhan Hydrogen Sulfida (H2S). Hal ini perlu dipertimbangkan terutama
untuk merencanakan casing untuk sumur-sumur gas. Dalam merencanakan casing
yang akan dipasang pada sumur- sumur gas sebaiknya dipakai grade H-40, J-55
atau K-55 apabila gas H2S diperkirakan dapat menimbulkan kerapuhan pada
casing tersebut.
Adapun grade casing berdasarkan standart API (American Petroleum Institute)
adalah seperti pada table berikut
Tabel
Grade dan Yield Strength Casing
No GradeMinimum Yield
Strength, Psi
Yieltd Strength Rata-
Rata, Psi
1 F - 25 25000 -
2 H - 40 40000 50000
3 J - 55 55000 65000
4 N - 80 80000 85000
5 P - 110 110000 123000
5. Length Range
Length range adalah merupakan interval panjang dari suatu casing. Length
range casing dibagi menjadi tiga (3) yaitu dapat dilihat pada table berikut
Table
(Range dan Interval Casing)
No Range Interval Panjang, ft
1 I 16 s/d 25
2 II 26 s/d 34
3 III > 34
Gaya-gaya dan Tekanan yang Menyerang Casing
1. Tension Load (gaya tarikan)
Tenson load yang diderita oleh casing adalah berat casing yang
menggantung didalam lubang sumur. Makin panjang casing, maka tension
load yang diterima casing teratas yang makin besar. Bagian casing yang
paling menderita adalah pada joint, karena sebagian dari tebal cesing untuk
ulir pada joint casing yang paling tipis.
a) External Pressure
External pressure merupakan tekanan yang menyerang casing dari luar dan
dapat menyebabkan pipa menjadi penyok.
b) Internal Pressure
Internal pressure merupakan tekanan yang membebani casing dari dalam
cesing itu sendiri.
c) Biaxial Stress
Biaxial stress merupakan kekuatan cesing untuk mengantisipasi gaya-gaya
dan tekanan-tekanan yang membebaninya.
DAFTAR PUSTAKA
http://migasnet08-rendi8072.blogspot.com/2010/01/dasar-teori-casing.html
http://lubaucity.blogspot.com/2013/05/spesifikasi-casing.html
http://lubaucity.blogspot.com/2013/05/nama-dan-fungsi-casing.html
http://dennynatalian.blogspot.com/2011/03/casing-sumur-bor.html
http://www.jsdrilling.com.qa/Services/Downloads/casing_data.PDF