Diktat Pengeboran Eksplorasi 2005

BUKU AJAR
PENGEBORAN EKSPLORASI
DAN PENAMPANGAN LUBANG BOR
Oleh:
Dr.Ir. Komang Anggayana, MS.
Agus Haris W, ST. MT.
Departemen Teknik Pertambangan
Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral
Institut Teknologi Bandung
2005
KATA PENGANTAR
Buku ajar ini disusun sesuai dengan topik-topik pada Satuan Acara Perkuliahan (SAP)
dari mata kuliah Pengeboran Eksplorasi dan Penampangan Lubang Bor. Dengan
membaca modul ini mahasiswa akan lebih mudah memahami isi perkuliahan dan juga
mempermudah mencari penjelasan yang lebih lengkap dari topik-topik yang
disampaikan.
Buku ajar ini hanya sebagai bahan untuk tatap muka, disamping itu akan dibantu
dengan alat peraga atau kunjungan ke workshop untuk melihat alat yang sulit
dibayangkan melalui gambar saja.
Penulis mengharapkan buku ajar ini bermanfaat bagi para pembaca khususnya
mahasiswa yang mengambil mata kuliah Pengeboran Eksplorasi dan Penampangan
Lubang Bor, dan tak lupa penulis juga menerima saran perbaikan untuk edisi
berikutnya.
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
ii
iii
v
vii
viii
BAB I PENDAHULUAN
BAB II KLASIFIKASI DAN PERALATAN PENGEBORAN
2.1 Sistem Klasifikasi Metode Pengeboran
2.2 Transmisi ke Mata Bor
2.2.1 Transmisi Tenaga
2.2.2 Kontrol Mata Bor
2.2.3 Perilaku Fluida
2.2.4 Pipa
2.2.5 Mata Bor
2.2.6 Rangkaian Pelengkap
II-1
II-6
II-6
II-6
II-7
II-8
II-11
II-12
BAB III PENGEBORAN DENGAN FLUIDA
3.1 Pengeboran Cable Tool
3.1.1 Metode Pengeboran Cable Tool
3.1.2 Komponen Utama Rangkaian Cable Tool
3.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Pengeboran Cable Tool
3.2 Pengeboran Putar (Rotary Drilling)
3.2.1 Metode Pengeboran Putar
3.2.2 Sirkulasi Fluida
3.2.3 Rangkaian Utama Pengeboran Putar
III-1
III-1
III-5
III-10
III-11
III-11
III-12
III-16
BAB IV PENGEBORAN TANPA FLUIDA
4.1 Pengeboran Auger
4.1.1 Jenis Pengeboran Auger
4.1.2 Aplikasi Pengeboran Auger
4.2 Pengeboran Bangka
IV-1
IV-1
IV-3
IV-4
BAB V MESIN BOR, POMPA, DAN KOMPRESOR
5.1 Mesin Bor
5.2 Pompa Bor
5.2.1 Tipe-Tipe Pompa Bor
5.2.2 Pemilihan Pompa
5.3 Kompresor
V-1
V-2
V-2
V-9
V-9
BAB VI FLUIDA BOR
6.1 Fungsi Fluida Bor
6.2 Jenis Fluida Bor
6.3 Sifat-Sifat Fluida Bor
VI-1
VI-2
VI-4
6.3.1 Sifat Fluida Bor Terhadap Tekanan
6.3.2 Sifat-Sifat Aliran Fluida Bor
6.4 Lumpur Bor
6.4.1 Persyaratan Lumpur Bor
6.4.2 Bahan Aditif dan Pemantauan Lumpur Bor
6.4.3 Tipe-Tipe Lumpur Bor
6.5 Dasar-Dasar Perhitungan Fluida Bor
6.5.1 Volume Annulus
6.5.2 Up Hole Velocity
6.5.3 Debit Aliran
6.5.4 Specific Gravity
6.5.5 Tekanan Fluida
VI-4
VI-4
VI-5
VI-6
VI-11
VI-14
VI-18
VI-18
VI-19
VI-20
VI-21
VI-22
BAB VII OPERASI PENGEBORAN
7.1 Tahapan Pengeboran
7.2 Tahapan Pengeboran Air
7.2.1 Pengeboran Awal (Pilot Hole)
7.2.2 Pembesaran Lubang Bor (Reaming)
7.2.3 Konstruksi Sumur
7.2.4 Pembersihan Sumur (Development)
VII-1
VII-3
VII-3
VII-3
VII-4
VII-4
BAB VIII KENDALA TEKNIS DAN NON-TEKNIS
8.1 Kendala-Kendala Teknis
8.1.1 Masalah Pada Pengeboran Inti (Coring)
8.1.2 Caving/Shale Problem
8.2 Kendala-Kendala Non-Teknis
VIII-1
VIII-1
VIII-2
VIII-15
BAB IX WELL LOGGING
9.1 Spontaneous Potensial (SP)
9.2 Log Tahanan Jenis
9.3 Log Sinar Gamma
9.4 Log Gamma-Gamma (Density Log)
9.5 Log Kaliper (Caliper Log)
IX-2
IX-2
IX-2
IX-3
IX-4
BAB X ORGANISASI PENGEBORAN
10.1 Sumberdaya Manusia
10.2 Pembiayaan Pengeboran
10.2.1 Faktor-Faktor Pembiayaan
10.2.2 Kontrol Pembiayaan Pengeboran
X-1
X-4
X-4
X-6
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 2.12
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 3.16
Gambar 3.17
Gambar 3.18
Gambar 3.19
Gambar 3.20
Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembuatan lubang.
Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembersihan lubang.
Contoh tipe pengeboran berdasarkan kedalaman dan ukuran
lubang.
Sistem aliran fluida bor.
Double nepple sebagai penghubung dua buah stang bor.
Pembengkokan pada sambungan stang bor.
Rangkaian pipa casing.
Peralatan pelengkap untuk menaikkan dan menurunkan
rangkaian bor.
Peralatan pelengkap untuk memancing rangkaian bor yang
terlepas atau terjepit dalam lubang.
Tripod untuk pengeboran miring dan derrick untuk pengeboran
tegak.
Parmalee wrench dan pipe wrench.
Contoh susunan peralatan pengeboran pada rotary drilling.
Rangkaian peralatan pada cable tool.
Skema walking beam dan spudding arm yang menghasilkan
gerakan naik-turun.
Recoil system pada churn drilling dan skema casing plug
drilling.
Skema rangkaian bor pada shell drilling.
Skema clam shell drilling.
Komponen keseluruhan cable tool, pengaman kawat, dan
swivel socket.
Komponen drill stem dan bit pada rangkaian bor cable tool.
Mata bor untuk cable tool: earth socket, chop pump, star bit,
twisted blade bit, spudding bit, dan undercutting bit.
Peralatan tambahan pada cable tool berupa drilling jar dan
bailer.
Skema unit pemutar pada pengeboran putar, rotary table, top
drive, dan downhole turbine.
Spindle sebagai pentransmisi tekanan hidrolik ke stang bor.
Sirkulasi udara dengan kompresor dalam operasi pengeboran.
Sistem sirkulasi normal/langsung dan sirkulasi terbalik.
Beberapa jenis rig: light top drive rig, rotary table drive drill,
heavy rotary drill, dan oil field rig.
Travelling block dan rotary swivel.
Rotary table dan rotary kelly.
Sistem top head drive.
Kondisi apabila gaya tekan terlampau besar dibanding gaya
regang, bisa diimbangi dengan pemberat.
Single tube core barrel.
Double tube, triple tube, dan wireline core barrel.
II-2
II-3
II-4
II-7
II-8
II-9
II-10
II-13
II-14
II-16
II-17
II-18
III-2
III-3
III-4
III-4
III-5
III-6
III-7
III-8
III-9
III-12
III-12
III-13
III-14
III-15
III-17
III-17
III-18
III-19
III-22
III-23
Gambar 3.21
Gambar 3.22
Gambar 3.23
Gambar 3.24
Gambar 3.25
Gambar 3.26
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 5.1
Gambar 5.2
Gambar 5.3
Gambar 5.4
Gambar 5.5
Gambar 5.6
Gambar 5.7
Gambar 5.8
Gambar 5.9
Gambar 5.10
Gambar 5.11
Gambar 6.1
Gambar 6.2
Gambar 6.3
Gambar 6.4
Gambar 10.1
Core cutter/lifter terpasang di dalam core barrel.
Komponen core barrel.
Inti bor disimpan dalam core box.
Stabiliser digunakan untuk menjaga konsistensi arah
pengeboran.
Reamer dengan tiga gigi.
Beberapa contoh mata bor putar.
Continuous flight auger.
Hollow auger.
Short flight and plate auger.
Bucket auger.
Pengeboran Bangka dioperasikan secara konvensional dengan
tenaga manusia.
Skema pengeboran Bangka.
Prinsip kerja pompa jet pump.
Sistem venturi pada pompa jet pump.
Skema pompa sentrifugal dari samping dan dari depan.
Skema pompa submercible dan turbin.
Skema pompa gir.
Skema pompa putar baling-baling.
Skema pompa axial flow.
Skema pompa helik.
Skema gerakan bolak-balik piston.
Skema pompa piston aksi ganda.
Skema kompresor.
Rentang densitas fluida bor.
Skema mixer lumpur.
Lubang annulus.
Alat pengukur SG fluida bor.
Stuktu organisasi pengeboran.
III-25
III-27
III-27
III-28
III-29
III-30
IV-2
IV-2
IV-3
IV-4
IV-5
IV-5
V-3
V-4
V-5
V-5
V-6
V-6
V-7
V-7
V-8
V-9
V-9
VI-4
VI-8
VI-19
VI-21
X-1
DAFTAR TABEL
Tabel III.1
Tabel III.2
Tabel III.3
Tabel III.4
Tabel III.5
Tabel VI.1
Stang bor wireline seri ”Q”.
Stang bor wireline seri ”CHD”.
Core barrel konvensional seri ”MLC”.
Core barrel wireline seri ”Q/Q-3”.
Core barrel wireline seri “CHD”.
Perbandingan pemakaian lumpur air dan minyak.
III-19
III-19
III-19
III-20
III-20
VI-17
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A.
Lampiran B.
Lampiran C.
Lampiran D.
Lampiran E.
Lampiran F.
Lampiran G.
Mesin bor.
Pompa bor.
Stang bor dan casing.
Core barrel.
Mata bor.
Perlengkapan lain.
Contoh penyusunan anggaran pengeboran.
BAB I
PENDAHULUAN
Kegiatan pengeboran adalah salah satu kegiatan penting dalam sebuah industri
pertambangan. Kegiatan pengeboran ini mempunyai tujuan yang bermacam-macam
dan tidak hanya dilakukan dalam industri pertambangan saja namun juga untuk
bidang-bidang yang lain. Pengeboran sebagai salah satu kegiatan dalam industri telah
ada semenjak Cina mempergunakan bor tumbuk (cable tool) sekitar 4.000 tahun yang
lalu. Dengan adanya berbagai pengembangan hingga saat ini baik dari segi teknis
maupun aplikasi, pengeboran telah berkembang ke dalam delapan sektor industri
berikut ini:
•
Geoteknik
Pengeboran geoteknik bertujuan untuk menentukan karakteristik tanah dan batuan,
dalam beberapa hal digunakan untuk memperoleh informasi tentang kondisi alami
dan posisi muka air tanah.
•
Konstruksi
Pengeboran konstruksi secara umum bertujuan untuk menentukan batas antara
batuan dasar (basement) dan batuan di atasnya yang umumnya sudah mengalami
deformasi pelapukan.
•
Eksplorasi mineral
Eksplorasi adalah proses pencarian terhadap suatu cebakan mineral untuk
menentukan kuantitas mineral secara ekonomis. Pengeboran eksplorasi bertujuan
untuk:
-
Eksplorasi tubuh bijih
-
Informasi stratigrafi
-
Survei seismik
-
Verifikasi interpretasi geofisika dan geokimia
-
Kontrol kadar bijih
-
Perhitungan cadangan bijih
-
Deskripsi tubuh bijih (penyebaran, bentuk, butir penyusun, dll.)
Bab I, Pendahuluan
•
Seismik
Pengeboran dalam kegiatan survei seismik berguna untuk menempatkan bahan
peledak sebagai sumber getaran dalam seismik refraksi maupun refleksi.
•
Peledakan
Pengeboran untuk keperluan peledakan
berguna untuk menempatkan bahan
peledak sebagai salah satu proses untuk memberaikan material yang kompak.
•
Sumur air
Pengeboran dalam pembuatan sumur air bertujuan untuk membuat lubang untuk
menentukan posisi akuifer dan memproduksi air. Disamping itu pengeboran air
juga digunakan untuk:
•
-
Mengetahui level air
-
Memonitor sumur produksi
-
Sumur injeksi
-
Sumur dewatering dalam pertambangan atau konstruksi
Lingkungan
Pengeboran dalam lingkup lingkungan terdiri dari pengeboran geoteknik dan sumur
air untuk memonitor kualitas air tanah dan membantu dalam kontrol/remediasi
polusi air tanah.
•
Minyak dan gas
Pengeboran dalam industri minyak dan gas bertujuan untuk eksplorasi baik
onshore maupun offshore, injeksi, dan produksi sumur minyak dan gas.
Tujuan kegiatan yang banyak atau bermacam-macam ini membawa konsekuensi
perlengkapan, tipe, dan kapasitas mesin yang berbeda. Arah pengeboran pun bisa
vertikal ke bawah, vertikal ke atas, horizontal atau miring dengan sudut tertentu. Dalam
pegangan kuliah ini hanya dibatasi pada pengeboran untuk mineral/batubara dan
pengeboran air. Ada pun bahasannya mencakup:
•
Peralatan pengeboran; meliputi jenis mesin bor, pompa atau kompresor, stang
bor (drill rod), casing, core barrel, mata bor (bit), dan perlengkapan lainnya.
•
Lumpur pengeboran
•
Logging (hanya sebatas aplikasinya)
•
Teknis pengeboran; meliputi metode/klasifikasi pengeboran (dengan sirkulasi
dan tanpa sirkulasi) dan tahapan-tahapan pengeboran.
•
Masalah-masalah yang dihadapi dalam pelaksanaan pengeboran baik masalah
teknis maupun non teknis.
I-2
Bab I, Pendahuluan
•
Organisasi divisi pengeboran; membahas struktur organisasi pengeboran
umumnya dan tugas dari masing-masing personil.
•
Analisa biaya pengeboran; membahas faktor yang mempengaruhi dan
menentukan biaya pengeboran, program untuk mengontrol biaya dan beberapa
contoh rencana anggaran biaya.
I-3
BAB II
KLASIFIKASI DAN PERALATAN PENGEBORAN
Sebelum dipaparkan lebih jauh tentang metode dan peralatan pengeboran, akan
diperkenalkan beberapa istilah yang dijumpai dalam operasi pengeboran:
•
Tipe pengeboran, adalah jenis-jenis proses pengeboran dimana masing-masing
tipe pengeboran bisa menerapkan berbagai macam metode pembuatan lubang
dan pembersihan lubang.
•
Teknik pengeboran, adalah segala sesuatu yang berhubungan pada sebuah tipe
pengeboran sehingga proses pengeboran menjadi lebih efektif dan efisien.
Sebagai contoh seorang ahli bor jika menggunakan metode pengeboran putar
dengan fluida lumpur, maka harus selalu mengatur berat jenis lumpur untuk
mengontrol keseimbangan terhadap tekanan formasi.
•
Metode pembuatan lubang, adalah prosedur untuk memberaikan material
terkonsolidasi maupun tak terkonsolidasi dalam proses pengeboran.
•
Metode pembersihan lubang, adalah prosedur untuk membersihkan cutting dari
lubang bor.
•
Metode penyetabilan lubang, adalah prosedur untuk menjaga lubang bor tetap
terbuka, mencegah terjadinya gua-gua, atau terjadinya runtuhan dinding lubang
bor.
2.1 SISTEM KLASIFIKASI METODE PENGEBORAN
Klasifikasi pengeboran dapat didasarkan pada beberapa bagian proses pengeboran,
diantaranya berdasarkan:
•
Metode pembuatan lubang
Proses pembuatan lubang meliputi pemberaian batuan dari batuan yang tak
terkonsolidasi. Pembuatan lubang juga termasuk pembersihan pecahan dan
material tak terkonsolidasi dari bawah mata bor sehingga pemberaian dapat terus
berlangsung. Pembuatan lubang dapat berupa proses mekanik atau pun prosesproses yang lain. Metode-metode pembuatan lubang berdasarkan pemberaian
mekanik adalah:
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
o
Pengeboran cable tool
o
Pengeboran putar auger
o
Pengeboran putar
o
Pengeboran top hole hammer
o
Pengeboran putar down hole hammer
o
Pengeboran putar slim hole
Gambar 2.1. Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembuatan lubang.
•
Metode pembersihan dan penyetabilan lubang
Karena lubang bor telah dibuat dan cutting dibersihkan dari muka mata bor, maka
cutting harus dibersihkan semuanya dari lubang bor dan dilakukan penyetabilan
dinding lubang bor. Jika lubang bor tidak terbuka dan bersih maka proses
pengeboran tidak bisa terus berlangsung. Penyetabilan lubang bisa dilakukan
dengan casing, tekanan hidrostatik, atau dengan pembuatan dinding. Metodemetode pembersihan lubang dapat diklasifikasikan:
II - 2
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
o
Pembersihan mekanik, pada metode ini peralatan pengeboran dalam lubang
akan melakukan pembersihan dengan sendirinya. Metode pembersihan
mekanik di antaranya:
ƒ
Bailing, dimana proses penyetabilan dengan casing atau tekanan hidrostatik
ƒ
Bucket auger, dimana proses penyetabilan dengan casing atau tekanan
hidrostatik
ƒ
Plate auger
ƒ
Continuous flight auger
Plate dan continuous flight auger lebih cocok digunakan untuk formasi yang
stabil.
o
Pembersihan dengan fluida (sirkulasi langsung atau normal), pada metode ini
digunakan fluida untuk membersihkan lubang bor. Sirkulasi normal adalah
dimana fluida (udara, air, atau lumpur) dipompa dengan tekanan ke bawah
melalui stang bor, mata bor, dan kemudian membawa cutting ke permukaan di
antara dinding lubang bor dan stang bor.
o
Pembersihan dengan fluida (sirkulasi terbalik), pada metode ini fluida dipompa
ke bawah melalui lubang di antara dinding lubang bor dan stang bor, kemudian
melewati mata bor, dan naik ke atas melalui lubang di dalam stang bor.
Gambar 2.2. Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembersihan lubang.
II - 3
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
•
Kedalaman dan ukuran lubang
Tipe pengeboran harus sesuai dengan kedalaman dan ukuran lubang bor yang
diinginkan. Sebagai contoh bor auger tangan hanya dapat melakukan pengeboran
pada beberapa meter kedalaman dan ukuran lubang yang kecil. Beberapa tipe
pengeboran dapat diaplikasikan pada rentang ukuran lubang bor tertentu,
o
Cable tool, ukuran lubang 100 mm s/d 400 mm (4-16 in) dan sampai
kedalaman 1.500 m (5.000 ft)
o
Slim rotary (diamond), ukuran lubang 30 mm s/d 100 mm (1-4 in) dan sampai
kedalaman 1.500 m (5.000 ft)
Gambar 2.3. Contoh tipe pengeboran berdasarkan kedalaman dan ukuran lubang.
•
Aplikasi
Tipe pengeboran juga dapat diklasifikasikan berdasarkan aplikasinya seperti cable
tool untuk pengeboran air, rotary untuk pengeboran minyak, hammer untuk
pengeboran pada kuari, dll. Dalam hal ini klasifikasi lebih banyak ditentukan oleh
sifat formasi seperti ditunjukkan dalam daftar berikut:
o
Pengeboran pada formasi yang terkonsolidasi
Cable
- Sampel bagus
II - 4
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
Rotary mud
- Tingkat penetrasi cepat
Rotary air
- Sangat cepat pada formasi yang kering dan kohesif
Rotary mud reverse
- Sampel bagus, penetrasi cepat, menjaga kondisi
dinding
o
o
Auger
- Murah dan cepat pada formasi kering
Jetting
- Murah pada kondisi air yang melimpah
Pengeboran pada formasi yang stabil (high drillability)
Rotary
- Semua fluida memberikan hasil yang bagus
Cable tool
- Bagus tetapi lebih lambat
Hammer
- Sampling chip dan air, penetrasi cepat
Diamond coring
- Lebih lambat dari hammer, sampel lebih sempurna
Pengeboran pada formasi yang stabil (low drillability)
Hammer
- Penetrasi cepat
(Top hole untuk pengeboran dangkal dan down hole untuk pengeboran dalam)
o
Diamond drills
- Informasi lengkap dan inti lebih bagus
Heavy rotary drills
- Murah dan cepat
Pengeboran pada formasi boulder dan breksi keras
Beberapa tipe pengeboran dapat dilakukan dalam berbagai teknik pengeboran, dalam
hal ini aplikasi akan menentukan teknik pengeboran yang digunakan. Dalam hal
aplikasi untuk mendapatkan informasi bawah permukaan maka sistem kontrol yang
cermat dan interpretasi semua indikator pengeboran adalah parameter yang
diutamakan.
Dalam aplikasi untuk lingkungan maka metode pengeboran harus tidak memberikan
dampak terhadap kualitas sampel kimia maupun biologi. Kondisi seperti ini
memerlukan modifikasi dalam teknik pengeboran.
Dalam aplikasi yang membutuhkan sampel inti maka metode pengeboran dipilih
terhadap proses penetrasi yang stabil sehingga akan memberikan inti yang lebih
sempurna yang tertampung dalam core barrel.
Untuk aplikasi yang hanya menginginkan lubang bor maka digunakan metode dengan
penetrasi yang cepat dimana cutting dan proses pembersihannya dilakukan secara
cepat tetapi efektif sehingga tetap dapat menjaga stabilitas dinding lubang bor.
II - 5
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
2.2 TRANSMISI KE MATA BOR
2.2.1 Transmisi Tenaga
Ahli bor harus mengendalikan dan mengontrol kinerja mata bor dari posisi collar lubang
bor. Dalam banyak hal, tenaga diperlukan untuk membuat mata bor bekerja menggali
dimana tenaga berasal dari titik collar lubang bor. Tenaga harus ditransmisikan ke
bawah lubang bor dimana mata bor bekerja. Transmisi tenaga dapat berlangsung
dengan perantara:
•
Cable
•
Pergerakan memutar dari pipa dan stang bor
•
Pergerakan axial dari pipa dan stang bor
•
Aliran fluida
2.2.2 Kontrol Mata Bor
Transmisi tenaga tidaklah simpel untuk dilaksanakan di lapangan secara efisien,
tenaga harus ditransmisikan pada prosedur yang tepat sehingga mata bor akan
menggali batuan secara efisien.
Pada cable tool, kawat (cable) dikontrol melalui dua hal yaitu pergerakan yang
ditentukan
oleh
panjang
hentakan,
tingkat
hentakan,
dan
kecepatan
pengangkatan/penjatuhan selama proses hentakan. Pengontrol yang kedua adalah
bentuk dan berat peralatan pengeboran yang akan menambah tenaga untuk
memberaikan batuan.
Pada sistem pengeboran putar dengan pipa dan stang, mata bor lebih terkontrol oleh
karena:
•
Gaya dorong dan tekanan yang dipertahankan pada rangkaian bor melalui collar
•
Tenaga putaran pada collar
•
Diameter dari rangkaian bor (berhubungan dengan diameter lubang bor)
•
Kecepatan putaran
•
Kecepatan pergerakan rangkaian bor ke dalam dan keluar lubang bor
•
Bentuk dan berat dari rangkaian bor
II - 6
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
2.2.3 Perilaku Fluida
Lebih banyak tipe pengeboran menggunakan fluida untuk membantu proses
pembuatan lubang. Pada sistem cable tool pergerakan rangkaian bor menyebabkan
sirkulasi fluida di dasar lubang bor atau di sekitar mata bor. Kecepatan fluida dikontrol
oleh gerak pengeboran, viskositas fluida dalam lubang, dan bentuk serta ukuran
lubang fluida pada mata bor. Proses pengangkatan dan penjatuhan akan
menyebabkan aliran fluida yang mana aliran ini akan membantu mengerakkan cutting
masuk ke dalam badan rangkaian bor.
Pada sistem pipa terdapat tiga sistem aliran fluida yaitu sirkulasi standar, sirkulasi
terbalik, dan sirkulasi dua pipa (lihat Gambar 2.4). Pompa atau kompresor digunakan
untuk menggerakkan fluida sehingga terjadi aliran sirkulasi fluida.
Gambar 2.4. Sistem aliran fluida bor.
II - 7
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
2.2.4 Pipa
Pipa banyak digunakan pada bagian-bagian alat pengeboran atau aktivitas konstruksi
sumur, penggunaan pipa di antaranya:
•
Sistem hidrolik
•
Media aliran fluida
•
Pipa bor putar dan collar
•
Stang bor diamond dan casing
•
Casing sumur air dan minyak
•
Dll
Stang Bor
Stang bor merupakan pipa yang terbuat dari baja dimana bagian pada ujung-ujungnya
terdapat ulir. Sebagai penghubung antara dua buah stang bor digunakan double
nepple (Gambar 2.5).
Gambar 2.5. Double nepple sebagai penghubung dua buah stang bor.
Dalam kegiatan pengeboran stang bor berfungsi sebagai:
a. Rangkaian untuk mentransmisikan putaran, tekanan, dan tumbukan yang
dihasilkan oleh mesin bor menuju mata bor
b. Jalan keluar-masuknya fluida bor pada pengeboran putar
Stang bor harus bisa mengimbangi gaya/tekanan yang tidak hanya besar tetapi juga
gaya/tekanan yang selalu berubah setiap saat dengan cepat. Stang bor harus tahan
terhadap material abrasif dan lingkungan yang korosif. Stang yang mempunyai tebal
dinding yang seragam akan berpotensi terjadinya pembengkokan pada titik-titik
sambungan pipa (lihat Gambar 2.6a). Untuk mengatasi permasalahan seperti ini maka
harus digunakan sambungan yang khusus (double nepple) untuk memperkuat ujungujung stang bor. Selain itu cara lain untuk memperkuat ujung stang bor adalah dengan
menambah ketebalan dinding pipa pada ujungnya, metode ini disebut dengan
upsetting (lihat Gambar 2.6b).
II - 8
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
a
b
Gambar 2.6. Pembengkokan pada sambungan stang bor (a), salah satu cara mengatasinya
dengan upsetting (b).
Secara umum pemilihan ukuran dan jenis stang bor harus memperhatikan hal-hal
berikut ini:
1. Tujuan pengeboran
2. Tipe pengeboran
3. Kedalaman pengeboran
4. Diameter lubang bor
5. Kekerasan batuan formasi
6. Metode sirkulasi fluida
Adapun rangkaian stang bor dan ukurannya yang digunakan dalam operasi
pengeboran tergantung dari tipe pengeboran yang diterapkan. Rangkaian stang bor
dan ukurannya secara detil akan dibahas pada masing-masing tipe pengeboran.
Casing
Casing adalah pipa yang digunakan untuk mempertahankan lubang bor tetap terbuka
(tidak runtuh/collapse) setelah tahap pengeboran atau pada konstruksi sumur
air/minyak. Disamping itu casing juga digunakan untuk melindungi peralatan
pengeboran dari gangguan-gangguan. Casing tidak diperuntukkan pada beban yang
lebih berat lagi. Contoh rangkaian casing dapat dilihat di Gambar 2.7.
II - 9
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
Gambar 2.7. Rangkaian pipa casing.
Terdapat dua tipe untuk menghubungkan pipa casing, yaitu:
1) Tipe flush joint
Dimana penghubung antara pipa satu dengan pipa lainnya dilakukan secara
langsung.
2) Tipe flush coupled
Dimana penghubung antara pipa satu dengan pipa lainnya menggunakan sebuah
coupling.
Beberapa komponen yang terdapat dalam casing di antaranya meliputi:
1. Casing Swivel
Alat ini digunakan untuk menghubungkan antara pipa casing dan stang bor.
2. Casing Head
Alat ini dipasang di bagian atas casing untuk melindungi drat casing bagian atas.
3. Casing Shoe
Alat ini digunakan untuk melindungi casing bagian bawah dari kerusakan.
4. Casing Cutter
Adakalanya di dalam suatu lubang casing terjadi suatu masalah. Pada kasus-kasus
semacam ini maka casing cutter digunakan untuk memotong casing pada titik yang
kita inginkan.
II - 10
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
5. Casing Band
Alat ini digunakan untuk menjepit pipa casing selama operasi pengangkatan dan
penurunan.
Ukuran casing ada bermacam-macam dan kelengkapannya pun cukup banyak, secara
umum dapat dilihat di bagian Lampiran.
Core Barrel
Core barrel adalah pipa yang digunakan untuk membungkus inti (core) dari kegiatan
pengeboran putar. Dengan core barrel maka inti bor akan dapat dibawa ke permukaan
sehingga bisa dilakukan pengamatan dan analisis yang jauh lebih baik daripada
cutting. Pembahasan mengenai core barrel selanjutnya akan diberikan secara detil
pada bagian tipe pengeboran putar.
2.2.5 Mata Bor
Mata bor merupakan salah satu komponen dalam pengeboran yang digunakan
khususnya sebagai alat pembuat lubang (hole making tool). Gaya yang bekerja pada
bit agar bit dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan secara garis besar terbagi
atas dua macam yaitu gaya dorong (tekan) dan gaya putar. Keefektifan penetrasi yang
dilakukan pada pengeboran tergantung pada kedua gaya jenis ini.
Gaya dorong dapat dihasilkan melalui tumbukan yang dilakukan pada pengeboran
tumbuk (percussive drilling), pemuatan bit (bit loading), dan tekanan di bawah
permukaan (down pressure). Gaya putar dapat dihasilkan pada mekanisme
pengeboran putar (rotary drilling) dengan bantuan mesin putar mekanik yang dapat
memutar bit (setelah ditransmisikan oleh stang bor) dan dengan bantuan gaya dorong
statik mengabrasi batuan yang akan ditembus. Gaya dorong yang bersifat statik yang
secara tidak langsung turut menunjang gaya-gaya tersebut di atas misalnya berat dari
stang bor dan berat rig.
Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan bit yaitu :
1. Ukuran dan bentuk mata bor
2. Ukuran gigi mata bor
II - 11
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
3. Berat mata bor
4. Kekerasan matriks
5. Konfigurasi pelulusan air
Kelima faktor ini merupakan veriabel yang harus disesuaikan dengan beberapa kondisi
di lapangan, diantaranya struktur geologi, kualitas bantuan, model pengeboran, dan
kedalaman. Beberapa jenis mata bor diantaranya meliputi :
1. Mata bor rotasi
a. Mata bor pisau (blade bit)
b. Air coring bit
c. Roller bit
2. Mata bor tumbuk
a. Chisel bit
b. Cross bit
c. Button bit
3. Mata bor auger, yang terbagi atas 2 variasi :
a. Tipe auger
b. Tipe kelly
4. Mata bor pada pengeboran cable (Cable drill bits)
a. Mata bor chisel
b. Mata bor tabung
5. Mata Bor Intan
a. Impregnated bit
b. Surface set bit
c. Mata bor formasi lunak
Pembahasan lebih mendetil tentang mata bor akan diberikan pada bagian tipe
pengeboran dan bagian Lampiran.
2.2.6 Rangkaian Pelengkap
Beberapa peralatan pelengkap yang sering dipakai dalam kegiatan pengeboran
diantaranya meliputi:
a.
Alat untuk menaikan dan menurunkan
II - 12
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
-
Water Swivel
Alat ini digunakan untuk melewatkan fluida seperti air, lumpur, dll. Dari pompa
menuju ke dalam stang bor yang berputar.
-
Hoisting Water Swivel
Alat yang didesain untuk melewatkan air ke dalam stang bor yang sedang
berputar selama proses pengangkatan dan penurunan.
-
Hoisting Plug (Hoisting Swivel)
Alat ini dihubungkan pada rope socket dan digunakan ketika proses
pengangkatan dan penurunan stang bor.
-
Hoisting Rope Socket
Bagian atas alat ini dihubungkan dengan hoisting wire rope yang di-las
menggunakan babbit metal. Bagian bawahnya dihubungkan dengan hoisting
plug.
Gambar 2.8. Peralatan pelengkap untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian bor.
-
Rod Holder
Alat ini digunakan untuk menjepit stang bor pada saat pengangkatan atau
penurunan.
II - 13
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
-
Snatch Block
Alat ini diletakkan di puncak menara pengeboran dan digunakan untuk
mengangkat dan menurunkan stang bor, core barrel, dan mata bor. Pada
kenyataannya beban yang diangkat atau diturunkan itu terlalu berat, oleh
karena itu digunakan crown block atau traveling block untuk membantu
proses pengangkatan dan penurunan.
-
Travelling Block
Alat ini digunakan bersama dua/tiga buah kabel untuk mengangkat atau
menurunkan peralatan pengeboran.
-
Crown Block
Crown block diletakkan di bagian atas menara dan umumnya digunakan
untuk mengangkat dan menurunkan peralatan pengeboran.
Gambar 2.9. Peralatan pelengkap untuk memancing rangkaian bor
yang terlepas atau terjepit dalam lubang.
II - 14
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
-
Lowering Iron
Alat ini digunakan pada pengeboran dangkal untuk menurunkan stang bor
secara cepat. Stang bor yang cocok ukurannya: 33,5 mm, 40,5 mm, EW, AW.
-
Come Along
Alat ini digunakan untuk menurunkan stang bor dan digunakan pada
pengeboran dangkal.
b.
Peralatan pancing
-
Rod Coupling tap
Alat ini digunakan untuk mengeluarkan batang bor yang rusak dan dibiarkan
tertinggal dalam lubang bor untuk satu alasan.
-
Rod Inside Tap – Rod Outside Tap
Alat ini berungsi hampir sama dengan rod coupling tap
-
Casing Tap – Core Barrel Tap
Alat ini digunakan untuk mendapatkan casing tubes/core barrel yang
tertinggal di lubang bor.
-
Rod Band
Alat ini digunakan untuk menjepit batang bor yang tertinggal di lubang bor.
-
Knocking Block
Alat ini digunakan untuk menerima pengaruh pada saat hammering untuk
melindungi peralatan bor.
-
Drive Hammer with Chain
Alat ini digunakan untuk hammering ketika peralatan bor mengalami
kemacetan.
-
Pipe Pulling Jack
Alat ini digunakan untuk mengangkat peralatan bor, mempunyai dua tipe,
yaitu: hydraulic type dan screw type.
c.
Menara
Terdapat dua tipe menara yang biasa digunakan dalam pengeboran yaitu :
-
Derrick, digunakan untuk pengeboran tegak.
-
Tripod, digunakan untuk pengeboran miring.
II - 15
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
a
b
Gambar 2.10. Tripod untuk pengeboran miring (a) dan
derrick untuk pengeboran tegak (b).
d.
Peralatan Teknis
-
Parmalee Wrench
Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa-pipa yang kecil,
seperti kawat core barrel tanpa merusak tabung.
-
Pipe wrench
Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa seperti stang bor,
core barrel, dan lain-lain.
-
Super Tong
Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa-pipa dengan ukuran
besar dengan diameter berukuran di atas 100 mm.
II - 16
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
a
b
Gambar 2.11. Parmalee wrench (a) dan pipe wrench (b).
II - 17
Bab II, Klasifikasi dan Peralatan Pengeboran
Gambar 2.12. Contoh susunan peralatan pengeboran pada rotary drilling.
II - 18
BAB III
PENGEBORAN DENGAN FLUIDA
Sebagian besar aplikasi pengeboran menggunakan fluida dalam penanganan cutting
atau sampel. Dalam bab ini akan dibahas tentang Pengeboran Tumbuk (Cable Tool
Drilling) yang mempergunakan fluida untuk memperoleh slurry dan Pengeboran Putar
(Rotary Drilling) yang menggunakan fluida untuk membersihkan cutting. Dilihat dari
fluida, perbedaan dari kedua metode ini adalah adanya sirkulasi fluida pada rotary
drilling dan tidak adanya sirkulasi fluida pada cable tool drilling.
3.1 PENGEBORAN CABLE TOOL
3.1.1 Metode Pengeboran Cable Tool
Jenis pengeboran cable tool mulai dipergunakan pada tahun 1859 untuk membuat
sumur minyak di Pennsylvania, USA. Sistem pengeboran ini masih dipergunakan
hingga di era modern dengan berbagai pengembangan. Pada saat ini alat bor jenis ini
yang paling banyak dipergunakan adalah cable tool spudding.
Komponen yang penting dalam peralatan cable tool adalah:
•
Kawat (cable) yang menggerakkan rangkaian bor
•
Bailer
•
Sistem pengangkatan/penjatuhan rangkaian bor
•
Walking beam
•
Spudding arm
•
Casing
Prinsip operasional jenis pengeboran ini adalah pembuatan lubang dengan:
•
Pemberaian batuan/formasi dengan tumbukan berulang-ulang
•
Mengaduk cutting dengan air menjadi slurry pada dasar lubang
•
Membersihkan cutting dan penimbaan (bailing)
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Mata bor akan memecahkan batuan terkonsolidasi menjadi kepingan kecil atau akan
melepaskan butiran-butiran dari formasi. Kepingan atau hancuran tersebut merupakan
campuran lumpur dan fragmen batuan (“slurry”) pada bagian dasar lubang. Jika di
dalam lubang tidak dijumpai air maka perlu ditambahkan air guna membentuk slurry.
Pertambahan volume slurry sejalan dengan kemajuan pengeboran yang pada jumlah
tertentu akan mengurangi daya tumbuk bor. Bila kecepatan laju pengeboran sudah
menjadi sangat lambat, slurry diangkat ke permukaan dengan menggunakan timba
(bailer) atau sand pump.
Gambar 3.1. Rangkaian peralatan pada cable tool.
Metode lain dari cable tool adalah dengan menyertakan pipa sampel atau disebut juga
metode shell dimana pembuatan lubang dilakukan dengan memasukkan pipa ke dalam
formasi dan mengangkat pipa beserta padatan formasi yang terperangkap dalam pipa
tersebut. Metode ini bisa menerapkan salah satu dari gerakan berikut:
•
Menggerakkan pipa sampel dengan pukulan berulang-ulang menggunakan
gerakan spudding atau resiprokal.
•
Menggerakkan pipa sampel ke bawah dengan gerakan menarik dan melepas
secara berulang-ulang.
III - 2
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
•
Menggerakkan pipa sampel ke bawah dalam sekali jatuhan dengan jarak yang
panjang.
Dua metode gerakan terakhir lebih umum digunakan dalam kapasitas mesin yang kecil
dimana tidak dilengkapi dengan tenaga penggerak resiprokal.
a
b
Gambar 3.2. Skema walking beam (a) dan spudding arm (b) yang menghasilkan
gerakan naik-turun.
Pada awalnya gerakan resiprokal cable tool diperoleh dari walking beam. Pada saat ini
gerakan resiprokal lebih banyak diperoleh dari spudder. Biasanya spudder terdapat
pada mesin cable tool yang mempunyai kapasitas besar, mengangkat rangkaian bor
dengan cepat dan kemudian menjatuhkannya secara bebas ke dasar lubang bor.
Cable tool spudding bisa dipergunakan dalam banyak aplikasi pengeboran dimana
teknik-teknik pengeboran harus disesuaikan dengan tujuan yang ingin dicapai.
Beberapa teknik pengeboran telah dikembangkan diantaranya yang paling banyak
ditemui adalah:
•
Cable tool normal, adalah teknik yang biasanya digunakan untuk formasi yang
terkonsolidasi. Gerakan spudding dioperasikan untuk:
o
Menjatuhkan rangkaian bor dengan bebas.
o
Menangkap rangkaian bor sebelum sampai di dasar lubang sehingga pada saat
mata bor menghantam batuan maka kawat dalam keadaan tidak mengendur.
o
Mempercepat penarikan rangkaian bor ke atas.
o
Memungkinkan rangkaian bor tidak terikat sesaat terhadap kawat sehingga
swivel memutar mata bor.
III - 3
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
•
Churn drilling, adalah teknik yang biasanya digunakan untuk formasi yang tidak
terkonsolidasi. Dalam hal ini tiang penggantung dilengkapi dengan bantalan karet
secara efektif (recoil system). Penambahan bantalan karet ini dimaksudkan untuk
mempercepat gerakan mata bor ke atas sesaat setelah menghantam material di
dasar lubang.
•
Casing plug drilling, dalam teknik ini digunakan casing yang berat sehingga bisa
memotong lubang dan mempertahankan material yang terperangkap di dalamnya.
Dalam hal ini rig harus mempunyai kapasitas yang besar untuk menarik casing.
a
b
Gambar 3.3. Recoil system pada churn drilling (a) dan skema casing plug drilling (b).
•
Shell, adalah teknik yang menyertakan peralatan pipa dalam rangkain bor. Pipa ini
dapat dipergunakan sebagai tabung contoh.
Gambar 3.4. Skema rangkaian bor pada shell drilling.
III - 4
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
•
Grab/clam shell drilling, teknik pengeboran ini digunakan pada sumur dengan
diameter yang besar (4 meter atau lebih) dan materialnya tidak terkonsolidasi.
Casing dimasukkan ke dalam material/formasi dengan dibantu oleh beban berat
casing tersebut atau dibantu dengan alat vibrator atau hidrolik. Kemudian clam
atau bailer yang besar digunakan untuk mengekskavasi material di dalam casing
yang sudah tertanam.
Gambar 3.5. Skema clam shell drilling.
3.1.2 Komponen Utama Rangkaian Cable Tool
Dalam operasi pengeboran cable tool, rangkaian bor setidaknya terdiri dari empat
macam komponen, yaitu:
•
Kawat
o
Peralatan gerakan naik-turun
o
Peralatan kontrol gerakan
Ukuran kawat yang biasa digunakan dalam berbagai jenis pengeboran cable tool
mempunyai diameter 5/8 atau 3/4 in (16 mm atau 19 mm). Anyaman kawat
mengikuti aturan tangan kiri karena pada saat kabel menegang maka akan
menggerakkan rangkaian bor searah jarum jam dimana gerakan ini akan
mempererat sambungan-sambungan rangkaian bor.
III - 5
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Pada sambungan dengan swivel socket, kawat harus diberikan pengaman
sehingga tidak mudah membengkok pada saat hentaman mata bor di dasar lubang
(Gambar 3.6b). Pembengkokan yang tajam dan berkali-kali setiap saat akan
membuat kawat rusak (putus).
•
Soket kili-kili (swivel socket)
o
Penghubung kawat dengan komponen bor
o
Memungkinkan kawat dapat digabung dan dilepas terhadap komponen bor
o
Meneruskan putaran kawat ke rangkaian bor agar pahat (bit) dapat menumbuk
ke segala sisi sehingga lubang bor lurus
b
a
c
Gambar 3.6. Komponen keseluruhan cable tool (a), pengaman kawat (b),
dan swivel socket (c).
III - 6
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
•
Tangkai bor (drill stem)
o
Sebagai pemberat dan pelurus lubang
o
Mentransmisikan gerakan ke mata bor
Diameter tangkai bor tidak lebih besar terhadap diameter piranti penghubung
rangkaian. Panjang tangkai bor disesuaikan dengan berat rangkaian bor yang
dibutuhkan sehingga pengeboran menjadi lebih efektif. Biasanya tangkai bor
mempunyai panjang 2 – 6 m atau 6 – 20 ft. Dua tangkai bor bisa digabung jika
dikehendaki berat rangkaian bor yang lebih besar.
•
Mata bor (drill bit)
o
Pembuat lubang
o
Memberaikan dan melebarkan (reaming) lubang
o
Mengaduk cutting
a
b
Gambar 3.7. Komponen drill stem dan bit pada rangkaian bor cable tool.
Mata bor yang akan dipilih harus disesuaikan dengan rig, jenis formasi yang akan
dibuat lubang, dan metode sampling yang dikehendaki. Beberapa jenis mata bor
yang sering digunakan dalam pengeboran cable tool adalah:
III - 7
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
ƒ
Earth socket, dimana mata bor ini sering digunakan pada saat awal
pengeboran (dekat permukaan). Mata bor ini akan mendapatkan sampel yang
bagus untuk tujuan penyelidikan.
ƒ
Chop pump, mata bor ini mempunyai keuntungan khusus yaitu mampu
mengangkat cutting naik ke atas dan tertahan dalam tabung oleh karena
adanya katup flapper. Tabung ini dapat dikosongkan dengan menekan katup
flapper.
ƒ
Star bit, mata bor ini diperuntukkan pada formasi yang sudah terdeformasi atau
banyak terdapat jejaring rekahan/retakan.
ƒ
Twisted blade bit, mata bor ini mampu melakukan gerakan memutar untuk
memecahkan cutting/formasi yang keras.
ƒ
Spudding bit, mata bor ini digunakan pada rig yang ringan untuk memulai
pembuatan lubang pada formasi yang lunak.
ƒ
Undercutting bit, desain off-set menyebabkan mata bor membuat lubang lebih
besar sehingga memungkinkan pemasangan casing menjadi lebih mudah.
a
b
c
d
e
f
Gambar 3.8. Mata bor untuk cable tool: earth socket (a), chop pump (b), star bit (c), twisted
blade bit (d), spudding bit (e), dan undercutting bit (f).
III - 8
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Selain perlengkapan dalam cable tool di atas juga terdapat peralatan tambahan yang
bisa dirangkai yaitu drilling jar. Peralatan ini berupa sepasang batang baja yang
“bertaut” yang dimaksudkan untuk melepaskan bit jika terjepit dengan hentakan ke
atas, dibutuhkan pada rangkaian bor dimana ditemui formasi yang halus dan lengket.
Biasanya drilling jar dipakai pada kedalaman lubang lebih dari 30 m (100 ft). Gerakan
menghantam juga diberikan oleh jar yang bebas tak terikat pada saat rangkaian bor
dijatuhkan dan kemudian tiba-tiba sampai dan menjepit pada tangkai bor. Jar dipasang
di bawah swivel socket dan di atas tangkai bor, biasanya jarak hentakan pendek yaitu
sekitar 115 mm (4,5 in). Jar tidak dipasang pada saat memulai pembuatan lubang dan
pada saat merintis pemasangan casing.
Peralatan tambahan yang lain adalah bailer, alat ini digunakan untuk membersihkan
dasar lubang dari cutting. Bailer dioperasikan pada kawat yang terpisah terhadap
rangkaian bor. Pada saat bailer beroperasi maka rangkaian bor harus dikeluarkan dari
lubang bor.
a
b
Gambar 3.9. Peralatan tambahan pada cable tool berupa drilling jar (a) dan bailer (b).
III - 9
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
3.1.3 Kelebihan dan Kekurangan Pengeboran Cable Tool
Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan laju pengeboran (penetrasi) dalam
cable tool diantaranya adalah :
1. Kekerasan lapisan batuan
2. Diameter dan kedalaman lubang bor
3. Jenis mata bor
4. Beban pada alat bor (tool string)
5. Kecepatan dan jarak tumbuk (stroke)
Beberapa keuntungan dari jenis pengeboran cable tool ini adalah:
•
Murah biaya operasional, perawatan, dan mobilisasinya
•
Bisa mendapatkan sampel yang bagus untuk formasi yang tidak terkonsolidasi
•
Mudah dalam mengenali akuifer
•
Tanpa sirkulasi
•
Cocok untuk daerah yang sulit dijangkau dimana persediaan air dan bahan bakar
sangat terbatas
•
Lebih mudah mendapatkan sampel pada formasi yang banyak berongga
(cavernous)
•
Kemungkinan kontaminasi karena pengeboran relatif lebih kecil
•
Dapat melakukan pengeboran pada lebih banyak jenis litologi dengan satu
rangkaian bor
Beberapa kekurangan dari jenis pengeboran cable tool adalah:
•
Kecepatan penetrasi lambat
•
Tidak memiliki sarana pengontrol jika dijumpai keadaan artesis positif yang
mengalir ke permukaan
•
Tidak mempunyai sarana pengontrol kestabilan lubang bor
•
Tumbukan yang keras dapat menyebabkan keruntuhan pada beberapa formasi
sehingga akan diperoleh sampel yang tercampur
•
Jika dibutuhkan casing maka akan kesulitan untuk melakukan pengeboran dalam
•
Sering terjadi kawat putus
•
Pada formasi yang mengalami swelling clay (lempung yang mengembang apabila
terisi air) akan menghadapi banyak hambatan
•
Tidak bisa untuk mendapatkan inti (core)
III - 10
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
3.2 PENGEBORAN PUTAR (ROTARY DRILLING)
3.2.1 Metode Pengeboran Putar
Pengeboran putar adalah semua bentuk pengeboran dimana pembuatan lubang
dilakukan dengan memutar mata bor di dasar lubang bor. Mata bor pada rangkaian bor
putar biasanya mempunyai diameter yang lebih besar dari stang bor. Pada sistem
pengeboran ini digunakan sirkulasi fluida untuk mengangkat/membersihkan cutting.
Pengeboran putar slim hole adalah salah satu bentuk dari metode ini, yang
membedakan dari dua metode ini adalah:
•
Pengeboran putar menghasilkan lubang bor yang lebih besar dari stang bor
(diameter mata bor lebih besar daripada stang bor)
•
Pengeboran putar slim hole menghasilkan lubang yang sedikit lebih besar dari
stang bor (diameter mata bor sama dengan stang bor)
Bor putar memberaikan batuan dengan memutar mata bor dan selain itu juga harus
memberikan tekanan pada mata bor. Untuk operasi pengeboran vertikal ke bawah
(downward) maka berat dari rangkaian bor secara otomatis akan memberikan tekanan
kepada mata bor. Pada kondisi tertentu juga sering digunakan pipa khusus sebagai
pemberat (drill collar) tepat di atas mata bor. Disamping itu tekanan juga bisa
dihasilkan dari unit transmisi hidrolik mesin bor.
Terdapat tiga metode dalam memutar rangkaian bor yaitu:
•
Dengan memutar meja putar (rotary table) yang berhubungan langsung dengan
pipa (stang bor), dalam hal ini unit pemutar bersifat statis. Putaran vertikal yang
dihasilkan oleh mesin penggerak diubah menjadi putaran horisontal oleh sebuah
meja putar yang pada bagian bawahnya terdapat alur-alur berpola konsentris.
•
Dengan memutar pipa (stang bor) langsung oleh unit pemutar (mesin bor) yang
juga ikut bergerak ke bawah (top drive) sehingga unit pemutar bersifat dinamis.
•
Memutar mata bor dengan unit turbin pemutar di dalam lubang bor (downhole
turbine)
III - 11
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
a
b
c
Gambar 3.10. Skema unit pemutar pada pengeboran putar, rotary table (a), top drive (b), dan
downhole turbine (c).
Disamping tenaga putaran, kemajuan pengeboran juga sangat dipengaruhi oleh
tekanan yang berasal dari beban rangkaian bor itu sendiri atau ditambah dengan
tekanan hidrolik dari pompa mesin bor. Pengeboran putar hidrolik mengkombinasikan
tekanan hidrolik, beban rangkaian bor, dan tenaga putaran ke mata bor untuk
memberaikan formasi. Top drive adalah salah satu jenis pengeboran yang
menggunakan tekanan hidrolik pada unit pemutar dinamis. Sementara pada unit
pemutar statis, tekanan hidrolik dari pompa ditransmisikan ke rangkaian bor melalui
spindle.
Gambar 3.11. Spindle sebagai pentransmisi tekanan hidrolik ke stang bor.
3.2.2 Sirkulasi Fluida
Terdapat beberapa sistem sirkulasi dalam operasi pengeboran yaitu:
•
Sirkulasi udara konvensional
III - 12
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Dalam hal ini udara yang dipompakan oleh kompresor akan menggerakkan
hammer bit dan kemudian akan membersihkan cutting dari dasar lubang bor keluar
permukaan. Sirkulasi udara ini juga bisa digunakan untuk membersihkan cutting
pada pengeboran putar.
Gambar 3.12. Sirkulasi udara dengan kompresor dalam operasi pengeboran.
•
Sirkulasi langsung air/lumpur
Air atau lumpur juga banyak digunakan dalam berbagai operasi pengeboran.
Cairan dapat mengeluarkan cutting dan juga menghilangkan panas pada mata bor
sebagai akibat gerusan yang terus menerus. Disamping itu lumpur juga bisa
sekaligus digunakan sebagai penyetabil lubang bor supaya tidak mudah runtuh.
Dibandingkan dengan udara maka penggunaan air atau lumpur ini jauh lebih kecil
volume-nya dan juga kecepatan sirkulasinya.
•
Sirkulasi terbalik
Pada sirkulasi ini fluida dialirkan ke bawah melalui lubang bor dan di luar pipa bor
hingga mencapai mata bor, kemudian bergerak ke atas melalui bagian dalam dari
pipa bor dengan membawa cutting ke permukaan. Fluida disirkulasikan dengan
pompa yang mengisap dari hoisting swivel dan kemudian dialirkan ke pit untuk
pengendapan cutting. Dalam sirkulasi terbalik ini lebih umum digunakan air atau
lumpur yang encer sebagai fluidanya.
III - 13
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
a
b
Gambar 3.13. Sistem sirkulasi normal/langsung (a) dan sirkulasi terbalik (b).
III - 14
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
a
b
c
d
Gambar 3.14. Beberapa jenis rig: light top drive rig (a), rotary table drive drill (b),
heavy rotary drill (c), dan oil field rig (d).
III - 15
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
3.2.3 Rangkaian Utama Pengeboran Putar
Pengeboran putar berbeda dengan cable tool, dalam hal tipe rig, fluida, sirkulasi, mata
bor, dll yang digunakan akan sangat berbeda antara aplikasi yang satu dengan aplikasi
yang lain. Masing-masing komponen dari sistem pengeboran ini dapat saling ditukar
untuk memperoleh rangkaian yang cocok dengan kondisi pekerjaan.
Komponen utama dalam pengeboran putar terdiri dari rig, mesin bor, dan rangkaian
bor yang selengkapnya dapat dijelaskan sebagai berikut:
•
Rig
Rig akan berbeda antara metode yang satu dengan yang lainnya disesuaikan
dengan jenis mesin bor, sistem transmisi tenaga, diameter dan kedalaman lubang
bor. Berikut dalam Gambar 3.14 adalah contoh rig yang digunakan dalam operasi
pengeboran putar.
•
Rangkaian bor
Rangkaian bor terdiri dari tiga komponen utama yaitu:
1. Sistem penambat dan penggerak
Sistem ini menghubungkan rangkaian bor dengan rig dan sistem tenaga.
Terdapat dua jenis perangkat dalam sistem ini yaitu rotary table dan top drive.
Pada rotary table, rangkaian bor dan peralatannya tertambat dengan bagian
atas rig melalui sebuah travelling block. Swivel berfungsi hanya sebagai
pentransmisi fluida dan tidak termasuk pentransmisi putaran. Travelling block
dan swivel harus mampu menahan dalam pengerekan (hoisting) dari seluruh
rangkaian bor beserta fluida yang ada di dalam sirkulasinya. Rotary table
mentransmisikan gerakan memutar ke kelly, yaitu sebuah tangkai dengan sisisisi yang biasanya berupa bujursangkar, heksagonal, atau berupa kolom yang
bergalur. Kelly dibuat dari pipa yang berat dan tidak mudah terpuntir, berfungsi
mentransmisikan putaran ke rangkaian bor (Gambar 3.16b).
III - 16
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
a
b
Gambar 3.15. Travelling block (a) dan rotary swivel (b).
a
b
Gambar 3.16. Rotary table (a) dan rotary kelly (b).
Pada sistem top drive (Gambar 3.17), dari bagian atas rig sebuah unit
penggerak menggerakkan secara langsung pipa bor. Travelling block bisa juga
dipasang untuk menahan peralatan pada saat pengangkatan atau penurunan
rangkaian bor dari/ke dasar lubang. Dalam hal ini berat unit penggerak juga ikut
memberikan tenaga dorong disamping rangkaian bor itu sendiri. Biasanya
swivel sudah terintegrasi pada unit penggerak.
III - 17
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Gambar 3.17. Sistem top head drive.
2. Pipa bor putar/stang bor (drill rod), casing, dan core barrel
Stang Bor
Ukuran stang bor dipilih sesuai dengan diameter lubang bor yang diinginkan
atau disesuaikan dengan kapasitas pengerek (hoisting capacity) dari mesin bor
yang digunakan. Panjang stang bor pada pengeboran minyak bervariasi antara
18 – 22 ft (Range 1), 27 – 30 ft (Range 2), dan 38 – 45 ft (Range 3), dimana
Range 1 lebih umum dijumpai pada sebagain besar operasi pengeboran. Stang
bor untuk keperluan yang lain misalnya untuk pengeboran eksplorasi biasanya
sudah ditentukan panjangnya oleh produsen, umumnya 3 atau 6 meter (10 atau
20 ft).
Stang bor didesain untuk bisa digunakan dalam gaya regang yang besar,
kondisi ini pada prakteknya lebih diinginkan daripada kondisi stang bor yang
tertekan. Pada kondisi gaya tekan yang jauh lebih besar maka rangkaian stang
bor akan lebih rentan terhadap pembengkokan. Pada Gambar 3.18
diilustrasikan kondisi rangkaian bor yang membengkok oleh karena gaya
tekan/kompresi yang besar bisa diimbangi dengan memberikan alat tambahan
berupa pemberat pada bagian bawahnya.
III - 18
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
a
b
Gambar 3.18. Kondisi apabila gaya tekan terlampau besar dibanding gaya regang (a),
bisa diimbangi dengan pemberat sebagai peregang (b).
Tabel III.1. Stang bor wireline seri “Q”.
Ukuran
AQ
BQ
NQ
HQ
PQ
Diameter Luar
mm (in)
44.5 (13/4)
55.6 (23/16)
69.9 (23/4)
88.9 (31/2)
117.5 (45/8)
Diameter
Dalam mm (in)
34.9 (13/8)
46.0 (113/16)
60.3 (23/8)
77.8 (31/16)
103.2 (41/16)
Tabel III.2. Stang bor wireline seri “CHD”.
Ukuran
CHD-76
CHD-101
CHD-134
Diameter Luar
mm (in)
70.0 (23/4)
94.0 (345/64)
127.0 (5)
Diameter
Dalam mm (in)
55.0 (211/64)
78.5 (33/32)
1
104.7 (4 /8)
Tabel III.3. Core barrel konvensional seri “MLC”, lebih umum digunakan.
Ukuran
AMLC
BMLC
NMLC
HMLC
Diameter Lubang
mm (in)
48.0 (157/64)
59.9 (223/64)
75.7 (263/64)
98.4 (37/8)
Diameter Inti
mm (in)
27.0 (11/16)
35.2 (125/64)
51.2 (21/16)
63.5 (21/2)
III - 19
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Tabel III.4. Core barrel wireline seri “Q/Q-3”.
Ukuran
AQ
BQ
BQ-3
NQ
NQ-3
HQ
HQ-3
Diameter Lubang
mm (in)
48.0 (157/64)
23
59.9 (2 /64)
59.9 (223/64)
75.7 (263/64)
75.7 (263/64)
96.0 (325/32)
96.0 (325/32)
Diameter Inti
mm (in)
27.0 (11/16)
7
36.4 (1 /16)
33.5 (15/16)
47.6 (17/8)
45.1 (125/32)
63.5 (21/2)
61.1 (213/32)
Tabel III.5. Core barrel wireline seri “CHD”.
Ukuran
CHD-76
CHD-101
CHD-134
Diameter Lubang
mm (in)
75.7 (263/64)
101.3 (363/64)
134.0 (59/32)
Diameter Inti
mm (in)
43.5 (123/32)
63.5 (21/2)
85.0 (311/32)
Diameter stang bor bervariasi dan masing-masing digunakan sesuai dengan
kebutuhan atau diameter lubang bor yang diinginkan. Ukuran stang bor yang
digunakan pada pengeboran pada umumnya terlihat dalam Tabel III.1. Ukuran
stang bor untuk pengeboran yang lebih berat dan lubang bor yang dalam
terlihat dalam Tabel III.2. Ukuran core barrel untuk berbagai tipe dan
penggunaan diperlihatkan dalam Tabel III.3 sampai Tabel III.5. Ukuran stang
bor biasanya akan cocok dengan ukuran casing tertentu karena sudah menjadi
standar oleh produsen. Sebagai contoh stang bor seri “Q” akan cocok dipasang
di dalam casing seri “W”, ukurannya disesuaikan dengan huruf kode
sebelumnya, misalnya ukuran stang bor NQ sesuai dengan ukuran casing NW.
Demikian pula dengan ukuran core barrel NQ akan sesuai untuk stang bor NQ
dan casing NW.
Core Barrel
Hasil dari pengeboran inti diperlukan untuk analisis laboratorium, oleh karena
itu perolehan inti bor harus diperhatikan dengan cermat. Seandainya terdapat
core yang hilang atau hancur pada saat pengangkatan ke permukaan, maka
analisis menjadi tidak akurat. Agar analisis laboratorium dapat dilakukan
dengan baik maka sampel inti harus dibawa ke permukaan dalam kondisi tidak
terganggu dan benar-benar memperlihatkan formasi lapisan yang dibor secara
representatif sehingga sedapat mungkin core recovery yang diperoleh
mendekati 100%.
III - 20
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Salah satu cara untuk memperoleh sampel inti yang baik yaitu dengan
memperhatikan kelayakan core barrel yang digunakan. Core barrel dengan
bentuk yang beragam biasanya berupa tabung yang berfungsi untuk:
-
Membungkus sampel inti
-
Memotong sampel inti
-
Mengangkat sampel inti
-
menarik kembali sampel inti dari lubang bor
1. Single tube core barrel
Single tube memiliki desain yang paling sederhana (Gambar 3.19). Tipe core
barrel ini sangat efektif digunakan pada tipe formasi yang terkonsolidasi dan
keras. Karena hanya terdiri dari satu tabung maka fluida bor harus mampu
melewati ruang antara inti dan bagian dalam barrel. Jika batuan tersebut agak
lunak maka inti dapat tercuci dan tererosi sehingga akan menyebabkan
kesulitan pada saat pengangkatan inti. Pada tipe single tube ini juga
kemungkinan besar akan terjadi abrasi inti akibat perputaran dari barrel. Oleh
karena itu formasi yang rapuh tidak dapat efektif terangkat dengan tipe core
barrel ini karena core recovery akan rendah.
2. Double tube core barrel
Tipe double tube ini mempunyai karakteristik khas, yaitu:
a. Terdiri dari dua tabung sehingga inti yang diperoleh dalam tabung
mendapat pengaruh yang kecil oleh putaran bit
b. Fluida bor melewati ruang antara dua tabung
c. Inti tertahan dalam core lifter
3. Triple tube core barrel
Pada tipe ini tabung yang membawa bit ada dua yaitu outer tube dan second
tube. Ruang antara kedua tabung tersebut berfungsi untuk memperbesar
lubang bor (reaming). Panjang outer tube dapat diatur sesuai kebutuhan,
tabung ini dapat diperpendek untuk formasi lepas atau lunak dan dapat
III - 21
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
ditambahkan saat menembus formasi yang keras. Second tube adalah tabung
dengan bit yang melakukan pengeboran (actual drilling).
Gambar 3.19. Single tube core barrel.
Air pendingin dialirkan melalui ruang di antara outer tube dan second tube.
Kontak air dengan inti dapat dikurangi sehingga inti dapat dipertahankan tanpa
tererosi atau tercuci.
Third tube (tabung paling dalam) tertanam pada sebuah anti frictional bearing.
Tabung ini membawa core lifter dan jika diperlukan sebuah tabung contoh
(alumunium atau plastik) dapat ditambahkan ke dalamnya. Dengan demikian
sampel yang terkumpul dapat segera dibawa ke laboratorium untuk dianalisis.
Barrel yang dipakai untuk formasi lempung juga didesain sebagai triple tube.
Barrel ini biasanya berukuran pendek dan tidak praktis untuk mengambil inti
yang panjang.
III - 22
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
a
b
c
Gambar 3.20. Double tube (a), triple tube (b), dan wireline core barrel.
III - 23
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
4. Wireline core barrel
Ketiga jenis core barrel yang dijelaskan di atas apabila sudah penuh terisi oleh
inti maka semua rangkaian baik core barrel sendiri maupun rangkaian bor dari
swivel sampai bit harus diangkat untuk mengambil inti bor. Jenis sampling inti
seperti ini lebih banyak digunakan dalam pengeboran yang dangkal, untuk
pengeboran yang dalam sistem ini tidak efektif dari segi waktu, operasional,
maupun kestabilan lubang bor. Wireline core barrel adalah perangkat (inner
tube) yang memungkinkan pengambilan inti bor tanpa harus mengeluarkan
rangkaian bor yang sudah tertanam.
Core barrel diambil dari atas dengan menggunakan kawat (cable line). Apabila
core barrel sudah penuh maka cable line diturunkan ke bawah lubang bor
sehingga bagian kepala tombak (spear head) akan masuk dan terkunci dalam
kancing (latch), lihat Gambar 3.20c. Kemudian cable line ditarik ke permukaan
beserta core barrel yang telah terisi oleh inti. Untuk melanjutkan pengeboran
maka core barrel yang sudah dikosongkan diturunkan ke bawah dengan cable
line sampai ke mata bor. Pengeboran dapat dilanjutkan kembali apabila cable
line sudah terangkat ke permukaan (tanpa core barrel). Untuk memisahkan
cable line dan core barrel digunakan sebuah alat berupa pipa yang dijatuhkan
secara bebas dari permukaan sehingga pipa ini akan menghentak kancing dan
secara otomatis membukanya sehingga kepala tombak akan terbebas.
Kelebihan dari wireline core barrel di antaranya:
-
Inti dapat diambil tanpa mengangkat semua rangkaian bor
-
Jika ditemui formasi tak stabil maka stang bor akan tetap menjaga
kestabilan lubang
-
Operasional menjadi lebih efisien, mengurangi run time peralatan, dan
operator tidak mudah jemu
5. Core cutter/lifter
Pada saat core barrel telah terisi penuh maka inti bor yang terperangkap masih
menyatu dengan batuan formasi pada bagian bawah. Untuk mengambil inti ke
atas maka core barrel harus mampu memotong dan kemudian menahan
III - 24
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
sehingga dapat dibawa ke permukaan tanpa jatuh ke bawah. Untuk tujuan
tersebut maka pada bagian dalam core barrel dipasang core cutter/lifter.
Gambar 3.21. Core cutter/lifter terpasang di dalam core barrel.
Core cutter/lifter berupa pipa pendek yang tidak menerus (terdapat gap) seperti
yang ditunjukkan dalam Gambar 3.21. Diameter dalam (inner) pada bagian
bawah core barrel dibuat semakin menyempit, sementara core cutter/lifter
diletakkan di atasnya dalam core barrel. Apabila inti sudah penuh maka core
barrel ditarik ke atas, karena ada gaya gesek antara core cutter dan inti maka
secara relatif core cutter/lifter akan bergerak ke bawah. Karena diameter barrel
ke bawah semakin sempit maka core cutter/lifter akan menyempit pula
sehingga akan menahan inti. Jika core barrel ditarik dengan hentakan dari
permukaan maka inti akan terpotong dari batuan formasi dan bisa diangkat ke
permukaan.
III - 25
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
6. Komponen-komponen core barrel di antaranya meliputi:
-
Tube core barrel, terbuat dari pipa baja yang berfungsi untuk mengangkat
sample inti. Suatu core tube coupling digunakan untuk menghubungkan
ujung dari pipa core barrel dengan mata bor. Jumlah dari tabung core barrel
ini tergantung dari jenis core barrel yang digunakan:
•
Untuk tipe single tube core barrel, tabung core barrel berfungsi sebagai
tempat penampungan inti sekaligus untuk melewatkan fluida bor.
•
Untuk tipe double tube core barrel, tabung core barrel yang dalam
berfungsi sebagai tempat penampung inti, sedangkan fluida bor
dialirkan pada ruang di antara tabung dalam dan tabung luar.
•
Untuk tipe triple tube core barrel, tabung core barrel ini terdiri dari tiga
tabung yaitu: split tube (paling dalam), inner tube, dan outer tube. Split
tube tertanam pada sebuah anti frictional bearing, tabung ini membawa
core lifter dan berfungsi sebagai tempat penampungan inti.
-
Core tube coupling, alat ini berfungsi untuk menghubungkan tabung inti
dengan stang bor.
-
Prolong coupling, alat ini digunakan untuk menghubungkan 2 buah single
core tube.
-
Core shell complete, alat ini terdiri dari sebuah core shell coupling, sebuah
core shell, dan sebuah core lifter. Alat ini digunakan untuk memotong inti
pada lobang bor dan mengeluarkannya. Secara praktis alat ini dipasang di
antara core tube dan mata bor.
-
Crown coupling, alat ini menghubungkan antara core tube dan mata bor,
yang digunakan untuk mencegah core tube dari keausan.
-
Closed
sludge
barrel,
alat
ini
digunakan
untuk
menangkap
dan
mengumpulkan slime ketika pengeboran dilakukan pada formasi yang
halus.
III - 26
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
-
Sludge Barrel, alat ini digunakan untuk mengumpulkan hancuran-hancuran
untuk memperlancar proses pengeboran. Alat ini dihubungkan pada ujung
atas core tube.
a
b
c
d
e
f
Gambar 3.22. Komponen core barrel: core tube coupling (a), crown coupling (b), closed
sludge barrel (c), prolong coupling (d), sludge barrel (e), dan core shell complete (f).
Selanjutnya inti bor ditempatkan pada core box untuk deskripsi dan disimpan
setelah diberi label kedalaman dan informasi lainnya. Bentuk core box dapat dilihat
seperti pada Gambar 3.23.
III - 27
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
Gambar 3.23. Inti bor disimpan dalam core box.
Gambar 3.24. Stabiliser digunakan untuk menjaga konsistensi arah pengeboran.
III - 28
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
3. Stabiliser, drill collar, reamer, dan bit
Stabiliser dan drill collar
Jika mata bor terhubung langsung dengan stang bor maka akan lebih rentan
terjadinya perubahan arah pengeboran (deviasi). Dalam hal ini maka perlu
ditambahkan stabiliser untuk mengontrol arah pengeboran.
Stabiliser adalah
sebuah pipa panjang dengan diameter yang besar tetapi mempunyai dinding yang
tipis (Gambar 3.24). Perangkat ini lebih memberikan kontrol terhadap arah
pengeboran bukan terhadap berat rangkaian bor. Pada kondisi ini rangkaian bor
masih dalam keadaan tertekan (kompresi) sehingga biasanya sekaligus dipasang
sebuah pemberat atau drill collar (Gambar 3.18).
Reamer
Reamer adalah sebuah peralatan pelengkap yang digunakan untuk memperbesar
lubang bor yang telah dibuat. Reamer berupa sebuah pipa pendek yang
mempunyai diameter luar lebih besar atau mempunyai gigi-gigi di bagian luarnya
sehingga lubang bor yang dihasilkan akan menjadi lebih besar (Gambar 3.25).
Reamer dipasang di atas bit dan di bawah stang bor pada rangkaian bor.
Gambar 3.25. Reamer dengan tiga gigi.
Mata Bor
Tipe utama dari mata bor (bit) putar adalah blade bit, roller bit, hammer bit,
diamond bit, dan tipe untuk tujuan khusus di antaranya coring bit, pilot bit, dan
III - 29
Bab III, Pengeboran dengan Fluida
reaming bit. Mata bor untuk formasi yang lunak mempunyai gigi yang panjang,
untuk formasi yang lebih keras mempunyai gigi yang lebih pendek dengan jumlah
yang lebih banyak. Untuk formasi yang sangat keras lebih cocok digunakan mata
bor roller dengan gigi terbuat dari bahan carbide.
a
b
c
d
e
f
Gambar 3.26. Beberapa contoh mata bor putar: drag bit (a), roller bit/tricone (b), diamond
bit (c,d), tungsten carbide bit (e), dan blade & roller bit (f).
Blade and drag bit, mata bor ini banyak digunakan pada formasi yang tak
terkonsolidasi atau batuan yang lunak. Mata bor ini memberaikan batuan dengan
gaya geser (shearing). Drag bit mempunyai 3 atau 4 potong sayap dengan ujungujungnya terpasang gigi dari bahan carbide. Roller bit, mata bor ini mempunyai 2,
3, atau 4 roller dimana mata bor dengan 3 roller (tricone bit) lebih umum
digunakan.
III - 30
BAB IV
PENGEBORAN TANPA FLUIDA (KERING)
Beberapa tipe pengeboran tidak mempergunakan fluida untuk menangani cutting,
slurry, atau sampel. Secara umum pengeboran kering ini menggunakan rangkaian bor
itu sendiri atau bailer untuk mengeluarkan material dari lubang bor. Umumnya
pengeboran kering dilakukan pada formasi yang lunak dan tidak dipergunakan untuk
melakukan pengeboran dalam.
4.1 PENGEBORAN AUGER
Pada pengeboran tanah dan formasi tak terkonsolidasi, auger memberikan keuntungan
karena biaya modal dan operasi yang rendah. Sistem pembersihan lubang bor telah
mengeliminasi kebutuhan akan pompa, kompresor, atau bailer.
4.1.1 Jenis Pengeboran Auger
•
Continuous flight auger (ulir menerus)
Dikendaikan dengan mesin bor putar top drive, cutting dikeluarkan bari lubang bor
dengan sistem ulir helikel (Gambar 4.1)
•
Hollow auger
Adalah salah satu jenis continuous flight auger yang mempunyai tabung berlubang
pada bagian tengahnya. Normalnya dilengkapi dengan mata bor yang bisa
dilepaskan secara insitu dengan rangkaian stang internal (tanpa harus menarik
semua rangkaian bor). Selain itu juga telah dikembangkan sehingga bisa dilakukan
penggantian mata bor dan pengambilan sampel tanpa harus mengeluarkan
rangkaian auger. Auger dioperasikan sama halnya dengan continuous flight auger
konvensional sampai pada kedalaman yang diinginkan. Pada kedalaman tersebut
mata bor dilepaskan dan kemudian bisa dilakukan pengambilan sampel dengan
core barrel atau alat yang lain melalui bagian dalam dari hollow auger dengan
Bab IV, Pengeboran tanpa Fluida
menggunakan rangkaian stang internal konvensional atau dengan sistem wireline.
Pengambilan sampel air juga bisa dilakukan dengan jenis pengeboran ini.
Gambar 4.1. Continuous flight auger.
Gambar 4.2. Hollow auger.
IV - 2
Bab IV, Pengeboran tanpa Fluida
Salah satu keuntungan jenis auger ini adalah dimana ditemui formasi yang keras
sehingga tidak bisa dilanjutkan dengan auger maka akan mudah untuk melanjutkan
pengeboran dengan diamond coring melalui bagian tengah hollow rod auger.
•
Short flight and plate auger (ulir pendek dan bercakar)
Ulir helikel yang pendek dan piringan jika sudah terisi oleh cutting selama
pengeboran maka rangkaian bor diangkat keluar dan dibersihkan dari cutting
sehingga bisa dilakukan pengeboran selanjutnya. Jenis pengeboran ini biasa
digunakan dalam pengeboran dengan lubang yang besar.
Gambar 4.3. Short flight and plate auger.
•
Bucket auger
Cutting ditampung dalam bucket dan jika sudah penuh kemudian diangkat ke atas
dan ditumpahkan melalui bagian bawah bucket. Dengan bertambahnya kedalaman
maka harus ditambah tangkai lagi dalam rangkaian bor.
4.1.2 Aplikasi Pengeboran Auger
Penggunaan pengeboran auger lebih banyak pada penyelidikan tanah, formasi tak
terkonsolidasi, investigasi air tanah, pengeboran konstruksi pada tanah, dan batuan
yang lunak serta untuk eksplorasi endapan aluvial.
Continuous flight auger digunakan untuk penyelidikan lapangan, sampling geokimia,
pengeboran dan sampling lingkungan, penyelidikan mineral aluvial, dan pembuatan
lubang elektrode. Keuntungan dari metode ini adalah biaya peralatan dan operasi yang
rendah, penetrasi yang cepat pada formasi yang sesuai, dan tidak ada kontaminasi
IV - 3
Bab IV, Pengeboran tanpa Fluida
sampel oleh sirkulasi fluida. Kelemahan dari metode ini adalah penetrasi yang tidak
bagus pada formasi yang kasar dan tidak bisa mengebor pada batuan atau boulder.
Gambar 4.4. Bucket auger.
Short flight and plate auger umumnya digunakan untuk sampling mineral, mempunyai
beberapa keuntungan yaitu diperoleh lubang bor yang kering dan bersih, serta akan
diperoleh lubang bor yang besar. Kelemahan metode ini biasanya akan terjadi
pencucian cutting oleh air di dalam lubang bor.
Bucket auger mampunyai fungsi yang hampir sama dengan short flight auger,
mempunyai beberapa kelebihan yaitu lubang bor yang besar, merintis lubang untuk
casing, dan dapat mengebor pada kondisi lubang yang berair atau berlumpur.
Kelemahan metode ini adalah mempunyai keterbatasan kedalaman pengeboran.
4.2 PENGEBORAN BANGKA
Sistem pengeboran kering yang lain adalah pengeboran Bangka yang dikembangkan
di Pulau Bangka semenjak tahun 1880-an untuk mengebor sampel endapan aluvial
(material tak terkonsolidasi). Sistem kerja menggunakan pengeboran putar yang
digerakkan oleh manusia sehingga masih bersifat konvensional. Disamping itu
kemajuan pengeboran juga dipengaruhi oleh tekanan yang ditimbulkan oleh berat
badan operator, lihat Gambar 4.5.
IV - 4
Bab IV, Pengeboran tanpa Fluida
Gambar 4.6. Pengeboran Bangka dioperasikan secara konvensional dengan tenaga manusia.
Tangkai kemudi
bailer
Meja pemberat
Tangkai pemutar casing
Casing
Bailer
Katup bailer
Gambar 4.7. Skema pengeboran Bangka.
IV - 5
Bab IV, Pengeboran tanpa Fluida
Pada pengeboran ini, casing digerakkan atau diputar sehingga akan bergerak ke
bawah dan kemudian material yang terperangkap dalam casing ditimba ke atas
dengan bailer.
Pada saat penetrasi maka katup bailer akan terbuka sehingga material formasi akan
terperangkap ke dalam bailer (Gambar 4.7). Apabila bailer telah penuh dengan
material kemudian diangkat ke permukaan, katup akan menutup sehingga material
tidak jatuh ke dasar lubang.
Kelebihan dari metode pengeboran ini adalah mobilisasi alat bor sangat mudah, biaya
operasi murah, dan dapat digunakan untuk mengambil sampel yang berada di bawah
permukaan air.
Kelemahan bor Bangka di antaranya adalah kedalaman pengeboran terbatas pada 30
meter dan biasanya hanya bisa digunakan untuk endapan aluvial atau formasi tak
terkonsolidasi.
IV - 6
BAB V
MESIN BOR, POMPA, DAN KOMPRESOR
5.1 MESIN BOR
Mesin bor merupakan peralatan penting dalam operasi pengeboran sebagai tenaga
penggerak dari rangkaian bor. Dalam setiap metode pengeboran maka akan
digunakan jenis mesin bor yang berbeda pula tergantung dari mekanisme metode
pengeboran.
Pada pengeboran cable tool, mesin bor berperan sebagai sumber tenaga yang
menggerakkan rangkaian bor naik dan turun secara terus-menerus. Pada pengeboran
putar, mesin bor berperan sebagai sumber tenaga yang memutar rangkaian bor. Pada
sistem pengeboran putar hidrolik maka mesin bor sekaligus akan menjadi sumber
tenaga sehingga pompa hidrolik akan bekerja memberikan tekanan pada rangkaian
bor.
Seorang ahli bor harus mampu memilih mesin bor sesuai dengan kebutuhan dari
kegiatan pengeboran yang akan dilakukan. Beberapa hal penting yang harus
diperhatikan dan dipertimbangkan dalam pemilihan mesin bor yang akan digunakan
antara lain:
-
Tipe dan model mesin bor, aspek ini berhubungan dengan jenis metode
pengeboran yang akan dilakukan.
-
Kemampuan rotasi (rpm) atau tumbuk per satuan waktu
-
Momen puntir (torque) maksimum, yaitu kekuatan maksimum mesin untuk bisa
memutar stang bor, (kg.m)
-
Rentang diameter lubang bor yang bisa dibuat, (mm)
-
Total kedalaman yang bisa dicapai, (m)
-
Hoisting capacity, yaitu kapasitas pengerekan terhadap rangkaian bor dari mata
bor sampai ke hoisting swivel, termasuk di sini adalah sirkulasi fluida bor yang
berada di dalamnya, (kg).
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
-
Sliding stroke, yaitu mobilisasi mesin bor tanpa memindahkan bantalan mesin atau
tanpa kehilangan posisi titik lubang bor. Ada kalanya unit pemutar pada mesin bor
harus digeser misalnya untuk melakukan pengangkatan rangkaian bor, (mm).
-
Dimensi (panjang x lebar x tinggi), (mm)
-
Berat mesin bor, (kg)
-
Power unit, yaitu tenaga yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin bor, (kW.P)
-
Dll
Ketepatan dalam pemilihan mesin bor sangat berpengaruh terhadap efektivitas operasi
pengeboran. Sebagai contoh pemilihan mesin yang kurang tepat, misalnya akan
melakukan pengeboran dengan kedalaman 200 m, jika memilih mesin bor dengan
kapasitas kedalaman yang kurang dari 200 m maka pengeboran tidak akan bisa
mencapai target kedalaman yang diinginkan. Jika memilih mesin bor dengan kapasitas
kedalaman yang lebih tinggi misalnya 1.000 m maka penetrasi pengeboran akan cepat
tetapi tidak efisien karena biaya mobilisasi alat yang tinggi, biaya depresiasi yang
besar, dll.
Beberapa contoh spesifikasi mesin bor diberikan pada bagian Lampiran.
5.2 POMPA BOR
Fluida bor akan mengalir dari atas ke bawah lubang bor dengan adanya gaya gravitasi
dan tekanan atmosfer. Untuk membuat fluida bor ini dapat bersirkulasi yaitu mengalir
ke bawah lubang bor dan kemudian mengalir ke atas dengan membawa material yang
terberaikan (cutting) maka harus digunakan pompa untuk fluida cair atau kompresor
untuk fluida udara. Pompa bor yang dipakai dalam operasi pengeboran sangat
bervariasi baik jenisnya maupun ukuran tenaganya. Jenis pompa yang dipakai
umumnya menggunakan gerak putaran, resiprokal, atau gerak lainnya untuk
menghasilkan tenaga.
5.2.1 Tipe-Tipe Pompa Bor
Tipe-tipe pompa bor dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
V-2
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
1. Pompa Jet Pump
b
a
Gambar 5.1. Prinsip kerja pompa jet pump.
Udara atau air dapat digunakan untuk mendorong lumpur bor sepanjang stang bor
ke permukaan. Tenaga jet mempunyai fungsi untuk mengurangi tekanan pada
sekitar jet (menghisap udara) dan kemudian mendorongnya sehingga terbentuk
gelembung-gelembung udara untuk mengangkat lumpur bor ke atas (Gambar 5.1).
Jet pump juga menggunakan sistem venturi untuk mengangkat lumpur bor seperti
pada Gambar 5.2. Pada gambar tersebut lumpur bor didorong oleh aliran air pada
pipa venturi ke atas, disamping itu lumpur bor juga dihisap dari atas oleh pompa
sentrifugal.
V-3
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
Gambar 5.2. Sistem venturi pada pompa jet pump.
2. Pompa Sentrifugal
Pada pompa sentrifugal, fluida dipompa dengan kipas penghisap yang digerakkan
oleh gaya sentrifugal ke arah casing pompa. Tekanan yang tinggi dikondisikan
dalam casing pompa sehingga fluida akan terdorong ke saluran keluar (outlet), lihat
Gambar 5.3. Pompa sentrifugal satu step mempunyai kelebihan dalam hal harga
yang murah dan mudah dalam pemeliharaan, tetapi mempunyai kapasitas
pemompaan yang rendah. Pompa sentrifugal satu step akan berkurang
efisiensinya jika menghisap fluida ke atas dengan jarak lebih dari 3 atau 4 meter
(10 – 13 ft).
Pompa sentrifugal multi step mempunyai kapasitas pemompaan yang kuat,
diameter kipas yang lebih besar akan menambah aliran fluida dan jumlah step
akan memperbesar tekanan. Contoh dari jenis pompa ini adalah pompa
submercible dan pompa turbin, lihat Gambar 5.4. Baik pada pompa submercible
maupun turbin, perangkat pompa bekerja di dalam lubang bor dimana fluida yang
dipompa berada.
V-4
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
a
b
Gambar 5.3. Skema pompa sentrifugal dari samping (a) dan dari depan (b).
a
b
Gambar 5.4. Skema pompa submercible (a) dan turbin (b).
V-5
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
3. Pompa Gir
Pada pompa ini fluida akan masuk pada lubang hisap dan kemudian terperangkap
di antara gigi-gigi gir sehingga akan sampai pada lubang discharge. Pada sistem
pompa ini tidak terdapat katup pengontrol aliran.
Gambar 5.5. Skema pompa gir.
4. Pompa Putar
Pompa putar mendorong fluida dengan menggunakan tenaga dari baling-baling
yang berputar. Poros baling-baling dibuat tidak terpusat sehingga fluida akan
terhisap dari pipa masuk dan terdorong ke pipa keluar, lihat Gambar 5.6.
Gambar 5.6. Skema pompa putar baling-baling.
V-6
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
5. Pompa Aliran Poros (Axial Flow)
Umumnya jenis pompa ini didesain untuk aplikasi yang ringan seperti keperluan
irigasi. Terdiri dari satu rangkaian bilah pendorong (blade propeller) yang dapat
beroperasi dalam casing dengan diameter besar. Untuk keperluan uji pemompaan
maka jenis pompa ini dimodifikasi menjadi multi rangkaian bilah pendorong
sehingga tenaganya menjadi lebih besar.
Gambar 5.7. Skema pompa axial flow.
6. Pompa Helik
Pada pompa jenis ini terdiri dari rotor yang berupa ulir sekrup (helik) dan stator
yang berupa karet fleksibel. Dengan perputaran rotor maka fluida akan terdorong di
dalam ruang-ruang yang kontinu sepanjang ulir, lihat Gambar 5.8.
Gambar 5.8. Skema pompa helik.
V-7
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
7. Pompa Piston
Pompa piston adalah pompa yang paling umum digunakan dalam operasi
pengeboran. Prinsip kerjanya adalah gerakan bolak-balik piston dalam silinder
yang akan menghisap dan kemudian mendorong fluida. Gerakan bolak-balik ini
dihasilkan oleh eksentrik yang terhubung ke piston, lihat Gambar 5.9. Pada pompa
piston dengan satu silinder maka proses menghisap dan mendorong fluida adalah
proses yang berurutan (tidak bersamaan). Sehingga pada pompa satu silinder
maka akan terjadi fluktuasi tekanan yang akan memberikan dampak pada
peralatan pengeboran misalnya kejutan-kejutan pada pipa, stang bor, titik
sambungan, dan pada selang pompa, serta akan mengeluarkan cutting secara
tidak sempurna.
Gambar 5.9. Skema gerakan bolak-balik piston.
Pompa piston duplex (2 silinder) atau triplex (3 silinder) adalah jenis pompa piston
yang paling sering dijumpai. Pada pompa ini pada saat satu silinder menghisap
maka silinder yang lain akan mendorong fluida sehingga penambahan jumlah
silinder berguna untuk mengurangi fluktuasi tekanan.
Pada pengembangan selanjutnya, pada setiap silinder dibuat sedemikian rupa
sehingga pada saat gerakan piston mendorong fluida ke muka maka secara
otomatis fluida akan terhisap dari katup lain di belakang piston dan demikian pula
pada gerakan sebaliknya. Apabila sistem ini diterapkan pada pompa dengan dua
silinder maka disebut dengan pompa piston duplex aksi ganda atau pompa thorax.
V-8
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
Gambar 5.10. Skema pompa piston aksi ganda.
5.2.2 Pemilihan Pompa
Beberapa hal penting yang harus diperhatikan pada pompa di antaranya adalah:
a. Tipe acting piston
d. Working pressure
b. Diameter piston
e. Power
c. Discharge capacity
f.
(volume/pressure)
Dimensi (panjang x lebar x tinggi)
g. Berat
Beberapa contoh spesifikasi pompa diberikan pada bagian Lampiran.
5.3 KOMPRESOR
Pompa bor digunakan untuk membuat sirkulasi fluida berupa cairan seperti air dan
lumpur. Pada pengeboran dengan sirkulasi udara maka digunakan kompressor untuk
menggerakkan udara. Berikut pada Gambar 5.11 ditunjukkan bagian-bagian dari
sebuah kompresor yang digunakan dalam operasi pengeboran.
Gambar 5.11. Skema kompresor.
V-9
Bab V, Mesin Bor, Pompa, dan Kompresor
Keterangan gambar:
1. Nonreturn valve, mencegah udara mengalir terbalik pada saat kompresor dimatikan.
2. Heat sensing solenoid, mematikan mesin kompresor secara otomatis apabila
temperatur mencapai batas atas.
3. Receiver, menampung udara.
4. Safety relief valve, membuka katup secara otomatis apabila tekanan pada sistem terlalu
berlebihan.
5. Water drain, mengalirkan air yang terkondensasi.
6. Service outlet valve, mengontrol output.
7. Manual unloading valve, memungkinkan receiver dikosongkan sacara manual.
8. Automatic unloading valve, melepaskan udara yang tertekan secara otomatis pada saat
mesin kompresor dimatikan.
9. Pressure gauge, menunjukkan tekanan udara pada receiver.
10. Pressure regulator, mengatur tekanan udara yang diinginkan.
11. Unloading device, memungkinkan kompresor tetap beroperasi pada saat sistem
dengan tekanan maksimum dan udara tidak dipergunakan.
Kompresor dengan kapasitas tekanan yang rendah (kurang dari 1.000 kPa atau 150
psi digunakan untuk pengeboran dangkal. Kompresor kapasitas menengah antara
1.000 sampai 1.500 kPa atau 150 sampai 220 psi biasanya berupa kompresor dua
tahap sementara untuk kapasitas tinggi (lebih dari 1.500 kPa atau 220 psi) biasanya
berupa kompresor dua tahap dengan ditambah booster.
Dalam pemilihan kompresor, hal yang perlu diperhatikan adalah tekanan udara yang
dihasilkan dan jumlah atau volume udara yang bisa dihasilkan setiap satu satuan
waktu.
V - 10
BAB VI
FLUIDA BOR
6.1 FUNGSI FLUIDA BOR
Fluida bor mempunyai berbagai fungsi yang diklasifikasikan menjadi lima yaitu:
1. Fungsi pembuatan lubang
•
Mendinginkan mata bor
•
Membersihkan mata bor dan dasar lubang
•
Mentransfer
energi hidrolik dalam membantu
memberaikan formasi dan
membersihkan lubang bor
•
Melumasi (lubrikasi) stang bor dan mata bor
•
Menghambat proses korosi dari rangkaian bor dan casing
•
Memudahkan pemasangan casing, pada lubang yang dalam akan memberikan
daya apung (buoyancy) terhadap casing
2. Fungsi pembersihan lubang
•
Mengangkat cutting ke permukaan
•
Mengendapkan cutting pada pit lumpur
•
Mempertahankan cutting dalam suspensi lumpur pada saat sirkulasi dihentikan
3. Fungsi kontrol dan penyetabilan lubang
•
Mengontrol tekanan dan temperatur lubang bor
•
Menyetabilkan dinding bor pada formasi tak terkonsolidasi
•
Memproteksi formasi target atau badan bijih dari kontaminasi dan invasi
•
Menghambat terbentuknya “wall cake”
•
Mengontrol keseimbangan sirkulasi
•
Membantu evaluasi formasi (akuifer)
4. Fungsi transportasi sampel dan logging
•
Mengetahui dengan akurat apa yang terjadi dalam lubang bor dengan mengamati
kenampakan fluida bor misalnya warna, aliran, kandungan cutting, dll.
•
Melindungi inti dan sampel chip
•
Memfasilitasi logging elektrik
Bab VI, Fluida Bor
5. Fungsi kontrol fluida bor
•
Stabilitas, sifat-sifat fluida bor harus stabil pada kondisi pengeboran normal
•
Pengondisian, jika sifat fluida bor tidak sesuai yang diinginkan harus bisa
dilakukan pengondisian untuk menghasilkan sifat yang sesuai
•
Proses pengujian harus bisa mengidentifikasi sifat fluida bor dan mengindikasikan
kemungkinan perlakuannya
6.2 JENIS FLUIDA BOR
Fluida bor yang umumnya dipergunakan di antaranya adalah:
1. Udara
Berbeda dengan cairan, udara lebih mudah disirkulasikan dan kecepatannya yang
tinggi melewati nozzle mata bor mengakibatkan laju penetrasi yang cepat dan mudah
membersihkan dasar lubang dari cutting. Kecilnya densitas udara harus dikompensasi
dengan menaikkan kecepatan sirkulasi untuk bisa melawan jatuhnya cutting kembali
ke dasar lubang. Kecepatan sirkulasi udara setidaknya minimal 20 kali kecepatan
sirkulasi air supaya cutting bisa diangkat ke permukaan. Fluida udara mempunyai
keunggulan dalam hal lebih mudah mengoperasikannya dan lebih murah biaya
operasionalnya.
Fluida
udara
akan
mempunyai
banyak
keterbatasan
pada
pengeboran dalam.
2. Air/minyak
Air adalah fluida yang paling umum digunakan dalam sirkulasi pengeboran, biaya
operasionalnya relatif murah dan mampu mendinginkan rangkaian bor yang lebih baik
dibandingkan jenis fluida bor lainnya. Beberapa keuntungan pengeboran dengan
menggunakan fluida air di antaranya:
-
mengurangi torsi pipa
-
menambah kecepatan penetrasi
-
menambah umur bit
-
mengurangi beban tarikan pipa dan mata bor
VI - 2
Bab VI, Fluida Bor
Minyak jarang digunakan sebagai fluida bor tanpa bahan campuran, biasanya minyak
dicampur dengan lumpur (oil based mud) banyak digunakan dalam pengeboran
minyak dan gas bumi.
3. Mist (injeksi air)
Pada fluida udara apabila terjadi pemasukan air ke dalam lubang bor, maka
kelembaban air akan melengketkan butiran cutting membentuk selubung lumpur.
Injeksi air atau air dengan deterjen akan membasahi permukaan cutting sehingga bisa
terhindar dari pelengketan. Mist atau injeksi air juga berguna untuk mengurangi efek
debu pada collar lubang bor.
4. Busa
Pemasukan air yang berlebih pada fluida udara akan menyebabkan air tergenang di
dasar lubang bor sehingga menurunkan efisiensi pembersihan dasar lubang bor dari
cutting. Sirkulasi busa digunakan untuk membantu mengeluarkan air dari lubang bor
ke permukaan. Busa dibuat dengan bahan campuran yang sama dengan mist,
perbedaan terletak pada komposisi bahan busa yang lebih banyak.
5. Lumpur
Lumpur bor dibuat dari tiga komponen utama yaitu base liquid, active solids, dan inert
solids. Base liquid bisa berupa minyak, air, maupun air asin. Minyak dan air asin tidak
bisa dipergunakan sebagai base liquid pada pengeboran hidrokarbon. Active solids
adalah berupa lempung atau polimer yang ditambahkan ke dalam base liquid untuk
menghasilkan suspensi koloid. Active solids akan menentukan viskositas lumpur bor
sehingga bisa disebut sebagai viscosifier. Inert solids adalah substansi yang
ditambahkan dalam lumpur yang berguna sebagai material pemberat. Substansi ini
akan menaikkan densitas lumpur bor tanpa merubah viskositas lumpur bor.
VI - 3
Bab VI, Fluida Bor
Gambar 6.1. Rentang densitas fluida bor.
6.3 SIFAT-SIFAT FLUIDA BOR
6.3.1 Sifat Fluida Bor Terhadap Tekanan
Tekanan hidrostatik fluida cair di dasar lubang bor akan semakin besar dengan semakin
majunya penetrasi lubang. Cairan mempunyai perilaku yang sama dalam kondisi tertekan
maupun tidak sehingga perubahan kedalaman pengeboran tidak akan mengubah kinerja
fluida dalam sirkulasi.
Gas akan memberikan sedikit perubahan karena tekanan statik yang diakibatkan semakin
dalamnya lubang bor. Karena sifatnya yang kompresibel maka volume gas akan berubah
sangat besar ketika tekanan bertambah besar yang bisa disebabkan karena adanya
penghambat dalam aliran.
6.3.2 Sifat-Sifat Aliran Fluida Bor
Kecepatan aliran fluida tergantung pada dua faktor yaitu gradien tekanan pada setiap titik
sepanjang aliran dan viskositas dari fluida tersebut. Kemampuan fluida untuk mengangkat
cutting tergantung pada empat faktor yaitu:
1. Kecepatan aliran fluida
2. Viskositas fluida
3. Ukuran dan bentuk cutting
4. Densitas fluida dan cutting
Viskositas fluida bor sangat penting dalam menentukan efisiensi pengeboran, viskositas
sebagian besar fluida lebih banyak dikontrol oleh temperatur, sementara gerakan fluida
tidak memberikan efek pada sifat viskositasnya. Larutan koloid (colloidal solutions)
polimer atau lempung akan menjadi kental apabila dibiarkan tanpa gangguan. Larutan
VI - 4
Bab VI, Fluida Bor
koloid ini akan menjadi berkurang viskositasnya apabila diaduk atau dipompa dan akan
menjadi lebih viskous apabila kecepatan pengadukan atau pemompaan dikurangi.
Apabila aliran fluida berupa aliran turbulen maka cutting akan tertransport dengan cepat.
Dalam hal fluida mengalir secara turbulen maka terdapat komponen kecepatan dengan
arah mendatar dan acak. Kecepatan pada bagian tengah sedikit lebih tinggi dibanding
bagian tepi. Aliran laminar memberikan kecepatan yang jauh lebih tinggi pada bagian
tengah dibandingkan bagian tepi. Pada jenis aliran laminar maka sering terjadi cutting
akan turun ke bawah (slip downward) di bagian tepi karena kecepatannya yang lebih
rendah. Aliran plug adalah sifat aliran pada fluida polimer dimana viskositas pada bagian
tepi lebih rendah karena adanya gesekan dengan dinding pipa. Jenis aliran ini disebut
juga dengan shear thinning yang artinya fluida akan lebih encer pada bagian dimana
terjadi gesekan yaitu pada fluida yang berhubungan dengan dinding pipa.
6.4 LUMPUR BOR
Berat jenis rata-rata bantuan umumnya berkisar antara 2,5 gr/cm³ atau 2,3 gr cm³ sampai
3,3 gr/cm³, oleh sebab itu lumpur bor yang dipakai dalam operasi pengeboran sebaiknya
mempunyai berat jenis yang lebih besar dari berat jenis batuan. Hal ini salah satunya
untuk mencegah agar cutting tidak jatuh ke bawah (slip downward).
Adapun sifat-sifat/faktor-faktor yang berperan sehubungan dengan operasi pengeboran di
antaranya adalah lifting capacity dari lumpur bor. Adapun sifat lain terutama yang
berperan dalam kecepatan pengeboran adalah :
1. Berat lumpur
2. Kandungan dan jenis padatan
3. Viskositas lumpur
4. Jenis aliran (laminar/turbulen)
5. Fasa cairan
Kenaikan kekentalan lumpur akan menurunkan kecepatan pengeboran, karena kondisi
lumpur yang kental akan mempengaruhi kecepatan putar bit.
Secara umum cukup sulit untuk memisahkan antara pengaruh kandungan padatan dan
kekentalan lumpur bor pada kecepatan pengeboran. Kenaikan kandungan padatan akan
menaikkan mud weight (kekentalan). Kenaikan filtration rate akan menaikkan drilling rate
VI - 5
Bab VI, Fluida Bor
atau oleh ahli bor dikemukakan penurunan filtration rate akan menurunkan driller rate.
Namun dalam kebanyakan kasus mungkin penurunan driller rate lebih banyak diakibatkan
oleh penambahan material yang dipakai untuk mengurangi filtration rate dibandingkan
dengan filtration itu sendiri.
Untuk menjaga agar lumpur tetap dalam kondisi yang dibutuhkan (kekentalan, densitas
dll) maka harus selalu dilakukan pengamatan dan antisipasi menyangkut hal-hal berikut :
-
Derajat keterpompaan lumpur
-
Kandungan padatan yang rendah
-
Kondisi thixotropi yang optimum
-
Kondisi dinding pengeboran yang mantap
-
Kontrol efektif atas pH
Berdasarkan hasil beberapa penelitian menunjukkan bahwa mekanisme pergerakan dari
pertikel-partikel lumpur dan cutting dapat dinyatakan sebagai berikut :
-
Aliran turbulen pada lubang anulus mempunyai kapasitas pengangkatan yang baik
-
Viskositas rendah/cairan encer umumnya lebih baik dibandingkan dengan yang kental
dalam hal pembersihan sumur
-
Stang bor yang berputar akan mempunyai pengaruh pada daya angkat fluida bor
-
Jika air sebagai fluida bor maka diperlukan kecepatan 100-125 fpm untuk bisa
mengangkat cutting
6.4.1 Persyaratan Lumpur bor
Sodium bentonite adalah suatu lempung yang biasanya digunakan sebagai lumpur bor
setelah dicampur dengan air, campuran air akan menaikkan viskositas dari cairan
tersebut. Campuran ini stabil apabila pencampuran dengan persen berat air 3%-4% atau
25 kg terhadap 600 liter air.
Keuntungan dan kelebihan sifat khas dari bentonite dalam air adalah thixotrophy, yaitu
suatu keadaan yang cocok sebagai fluida bor, yaitu kemampuannya untuk menjadi fluida
dengan suatu agitasi atau sirkulasi. Gumpalan dengan adukan atau sirkulasi yang baik
dengan cepat membentuk massa gelatin sampai mencapai keadaan yang statis.
Pengukuran kandungan gelatin dimaksudkan untuk memperoleh kualitas thixotrophy.
VI - 6
Bab VI, Fluida Bor
Berbagai macam zat kimia tertentu dapat digunakan sebagai bahan lumpur dan gelatin.
Bahan kimia ini umumnya digunakan dalam pengeboran setelah dicampur dengan
sodium-montmorilonit, illite, kaolin, dll. Dengan adanya penambahan tersebut di atas
diharapkan tidak akan terbentuk gumpulan.
Konsentrasi Hidrogen (pH)
Konsentrasi relatif ion hidrogen dalam suatu larutan menunjukkan apakah medium itu
akan bersifat basa atau asam. Parameter untuk mengekspresikan konsentrasi ion
hidrogen dikenal dengan pH. Nilai pH ini didefinisikan sebagai logaritma dari konsentrasi
ion hidrogen (H+), yaitu :
pH = Log10 (H+)
Suatu nilai pH yang lebih kecil dari 7 akan menandakan suasana asam, sedangkan nilai
yang lebih besar dari 7 menandakan suasana basa. Jika suatu air garam digunakan
sebagai campuran lumpur maka campuran bentonit harus dijaga pada pH 10 atau 11
untuk mencegah flukolasi partikel koloid dalam lumpur bor. Lempung attapulgite perlu
ditambahkan dalam jumlah yang kecil dalam larutan lumpur air asin untuk menjaga
derajat thixotrophy dan “caking quality” bentonit.
Praktisnya pH lumpur bor tidak boleh kurang dari 7, sementara pH lumpur yang
digunakan dalam pengeboran bervariasi antara 8 hingga 12,5 bergantung kepada kondisi.
Dengan kontrol yang tepat atas pH maka cutting dan padatan yang tidak diinginkan akan
dengan mudah mengendap saat berada di settling tank. Kontrol terhadap pH juga penting
untuk menghindarkan kemungkinan penggumpalan fluida yang dapat terjadi berkaitan
dengan tambahan material yang tak terduga dari formasi lubang bor. Tendensi seperti itu
biasanya disebabkan oleh jatuhnya nilai pH secara abnormal pada sekitar 7 atau
dibawahnya.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi nilai pH Lumpur bor dapat dijelaskan sebagai
berikut :
Besarnya pH dari Lumpur bor umumnya bervariasi antara 8 –12,5 tergantung kepada
kondisi pengeboran dan jarang lebih kecil dari 7. Pada beberapa lokasi pengeboran nilai
pH yang berkisar 9 biasanya memberikan hasil yang memuaskan, pH yang lebih tinggi
VI - 7
Bab VI, Fluida Bor
kadang-kadang menghasilkan beberapa kontaminasi. Pada garam, pH lumpur bor dapat
beralterasi dengan penambahan sodium karbonat, kalsium soda, gamping terhidrasi,
dimana hal ini akan menaikkan pH. Sedangkan zat-zat kimia seperti tannin, asam, fosfat,
dan asam oksalit digunakan untuk menurunkan pH. Seleksi unsur kimia digunakan untuk
titik kesetimbangan efektif dipengaruhi oleh tipe komposisi sumur bor, hal ini memerlukan
fungsi dan kondisi tertentu dapat diukur dengan elektrolit pH-meter dengan menggunakan
dua elektroda untuk mengukur beda potensial dari sampel. Nilai pH langsung dapat
dibaca setelah dikalibrasi selain itu dapat juga diukur dengan menggunakan kertas
lakmus.
Dalam pengeboran dengan lumpur bor yang perlu mendapat perhatian adalah :
1. Pompa Lumpur yang cukup kuat yang menjamin dapat mempompa Lumpur yang
efisien dan stabil
2. Lumpur dengan kandungan solid yang rendah
3. Kondisi thixotropi yang optimum
4. Kondisi dinding pengeboran yang mantap
5. Kontrol efektif atas pH merupakan suatu keharusan
Air dan Lumpur dapat dicampur dengan menggunakan mixer tipe konus dengan beberapa
semburan air (mud gun). Mixer tipe ini sering digunakan katup untuk mengatur jumlah
lempung yang dipakai. Gambar mixer dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini.
B e nto
ni t
Hopper
Mud slurry
Fluida tertekan
Gambar 6.2. Skema mixer lumpur.
Kecepatan fluida tertentu dibutuhkan untuk mengangkat cutting pengeboran tanpa
mempertimbangkan medium sirkulasi. Udara memerlukan kecepatan antara 1000-1500
VI - 8
Bab VI, Fluida Bor
cm per detik. Air bersih memerlukan kecepatan 30-50 cm per detik. Fluida bor encer yang
terdiri dari lempung koloid akan memakan kecepatan yang lebih rendah lagi, yaitu antara
25-45 cm per detik. Sehingga pompa yang akan digunakan untuk sirkulasi air juga akan
cocok digunakan untuk pemompaan lumpur.
Pembersihan penampungan lumpur yang teratur selama pengeboran adalah sangat
penting untuk mengurangi jumlah cutting yang akan terakumulasi dalam cairan kental
lumpur.
Viskositas Lumpur
Viskositas fluida adalah derajat ketahanan fluida tersebut untuk mengalir, diukur dengan
suatu alat yang disebut Marsh Funnel dengan satuan pengukuran yang ditetapkan adalah
detik atau satuan waktu. Cara pengukuran nilai visikositas lumpur bor dapat dilakukan
sebagai berikut :
-
Basahi alat dan gelas pengukur dengan air dan bersihkan sisa airnya
-
Masukkan funnel dengan lumpur bor sampai hampir mencapai tepi
-
Catat waktu dalam detik untuk 1000 cc lumpur bor
Adapun contoh lumpur bor biasa diambil pada saat sirkulasi kembali di mud pit dan
proses pengukuran harus dimulai dalam rentang waktu 10 detik.
Fragmen lanau, pasir, dan shale serta padatan lainnya yang terdapat dalam fluida bor
akan dapat tetap bertahan dalam sistem lumpur bor sehingga merupakan viskositas
semu. Bila penanganan lumpur bor tidak benar akan mengakibatkan sifat-sifat fisik lumpur
menjadi tidak stabil. Sehingga kecepatan rata-rata pengeboran dapat menjadi berkurang
sehingga efisiensi menjadi kecil. Cara mengatasi hal ini adalah dengan membuat suatu
proses pemisahan dengan pembuatan kolam-kolam tambahan sebelum lumpur bor
sampai pada mud pit sehingga padatan ataupun fragmen akan dapat terendapkan.
Estimasi dari kandungan padatan dalam lumpur bor dapat diperoleh melalui metode
dibawah ini:
-
Ambil segelas penuh contoh sampel dari pengeluaran lubang bor perlahan-lahan
kemudian campur dan aduk lumpur dengan air bersih. Semua pertikel padatan kecuali
yang berukuran koloid dan halus akan mengendap pada dasar gelas
VI - 9
Bab VI, Fluida Bor
-
Biarkan proses settling berjalan dalam waktu 10 menit. Kemudian tumpahkan sisa
fluida yang ada diatasnya secara perlahan-lahan
-
Periksa partikel padatan yang tertinggal di dasar gelas, terutama yang berkaitan
dengan jenis dan kuantitasnya
-
Ambil segelas contoh lainnya dari tangki pemisah (settling tanks) dan ulangi proses di
atas
Dari hasil di atas maka akan dapat dipakai untuk menentukan jenis dan jumlah dari :
-
Hasil padatan yang dapat diberaikan pada lubang bor
-
Kandungan padatan yang terbawa hingga ke settling tanks dan persentasenya yang
disirkulasikan kembali
Begitu juga kandungan cutting dalam lumpur bor yang melebihi dari 4%-5% dapat
merusak peralatan pengeboran. Oleh karena itu pemantauan kandungan cutting harus
diulangi pada suatu interval waktu yang teratur sehingga akses dapat dikontrol selama
proses pengeboran.
Gel Strength
Kekuatan gel merupakan fungsi dari gaya antar partikel dan didefinisikan sebagai
ketahanan untuk menyebar. Cairan murni tidak mempunyai sifat seperti gel karena
viskositasnya
tidak
berubah
dengan
adanya
perubahan
kecepatan
menyebar.
Pengeboran yang menggunakan lumpur bor bentonit jika dimasukkan dalam air akan
cenderung bersifat plastik semu (psedopalstic) dengan peningkatan proses gelasi,
dimana terjadi peningkatan waktu menyebar ketika dikenai perubahan kecepatan. Satuan
kekuatan gel adalah lbs/100 ft² atau gr/m².
Untuk mengetahui apakah lumpur bor terlalu kental atau tidak maka dilakukan tes
viskositas. Dalam hal ini dilakukan pengukuran 2 kali, pertama langsung diukur total
waktu mengalirnya lumpur sejumlah 1000 cc, sedangkan yang kedua sampel didiamkan
dulu 10 menit baru dilewatkan melalui tunnel dan dihitung waktunya. Jika perbedaan
waktu antara yang pertama dengan kedua lebih dari 10 detik maka dapat disimpulkan
bahwa lumpur tersebut terlalu kental. Untuk mengencerkannya dapat ditambahkan sedikit
air. Zat-zat kimia yang mengandung ligno-sulfonate, sodium hexa meta phosphat dan
lain-lain sering digunakan sebagai kontrol efektif untuk kekuatan gel.
VI - 10
Bab VI, Fluida Bor
6.4.2 Bahan Aditif dan Pemantauan Lumpur Bor
Beberapa jenis lumpur menjadi mahal pada penggunaannya jika telah dicampur dengan
zat kimia atau jika telah digunakan secara berlebihan pada penggantian perlengkapan
yang sembarangan, demikian pula waktu turun yang berkali-kali, sehingga perolehan
sampel tidak memuaskan. Semua penambahan dan perlakuan pada sistem lumpur harus
diukur dan dicatat dengan hati-hati.
Pengencer
Tujuan dari pengenceran adalah untuk menurunkan viskositas dan kekuatan gel lumpur
bor dengan mengurangi gaya interaksi antar partikel. Berdasarkan fungsinya pengencer
ini dapat dibedakan atas dua bagian yaitu :
-
Untuk menyebarkan dan mengendapkan pertikel-partikel pembentuk koloid dalam
sistem lumpur. Tujuannya adalah untuk mendapatkan viskositas yang lebih besar dan
kekuatan gel yang efektif dengan menggunakan perbandingan kuantitas partikel
koloid.
-
Menambahkan konsentrasi partikel koloid yang lebih besar pada sistem yang sama
tanpa penambahan sejumlah air.
Pada kenyataannya kedua alternatif tersebut berlawanan satu sama lain, yang
bergantung pada tipe dan jumlah pengencer yang digunakan, dengan konsentrasi koloid
awal dan derajat dispersi larutan. Efek pengendapan dan dispersi ini timbul ketika jumlah
pengencer yang digunakan sedikit, jumlah ini sudah cukup untuk menetralisir gaya-gaya
antar partikel yang pada kenyataannya saling berlawanan dengan prinsip dispersi yang
ditunjukkan pada alternatif kedua di atas. Terpisah dari hal ini, pengencer telah digunakan
untuk membuktikan efisiensi hidrolik dari lumpur bor. Untuk memelihara tingkat
keterlarutan pengencer biasanya dicampur dengan soda api atau sebaliknya.
Pengencer kimia yang biasa digunakan dapat diklasifikasikan dalam dua katagori yaitu
pengencer organik dan non-organik. Pengencer organik memiliki aplikasi lebih luas
karena efektivitasnya besar, biaya murah, dan ketahanan reaksi terhadap garam maupun
temperatur lubang. Jenis bahan organik di antaranya adalah asam fosfat natrium
(Na2H2P2O2), natrium hexa meta fosfat (NaPO3), natrium tetra fosfat (Na6P4O13), dan ligno
sulfonat. Salah satu pengencer yang sering dipakai adalah ekstrak tanaman “quebracho”
VI - 11
Bab VI, Fluida Bor
karena dapat digunakan dalam berbagai kondisi. Pengencer organik yang lain adalah
lignin berwarna coklat kehitaman atau hitam hasil dekomposisi tumbuhan yang biasanya
muncul bersamaan dengan lignit batubara. Asam humik dalam lignin inilah yang dipakai
untuk pengenceran tersebut.
Pengencer diberikan dalam jumlah yang sedikit dan bertahap dengan memperhatikan
parameter-parameter lumpur bor. Pada umumnya pengencer menyebabkan lumpur naik
sampai batas tertentu dan apabila penambahan sangat berlebihan maka lumpur bor akan
menjadi tidak efektif. Kebanyakan pengencer bersifat asam dan cenderung akan
mereduksi pH. Pengencer yang bersifat asam biasanya dikombinasikan dengan soda api
atau abu soda. Asam oksalik dapat dipergunakan apabila reduksi pH diperlukan.
Pengontrol Keasaman
Telah dijelaskan di atas bahwa soda sapi (NaOH) digunakan sebagai bahan yang
dikombinasian dengan pengencer yang bersifat asam. Larutan abu soda ini dibuat
dengan perbandingan terhadap air (abu soda : air) 2:1 atau 3:1. Untuk perlakuan yang
lebih “smooth” dapat digunakan natrium karbonat (Na2CO2). Setelah lumpur diberi soda
api atau soda dan pengencer, mungkin juga dibutuhkan penambahan material koloid yang
mana penambahan ini tergantung pada kondisi lumpur bor yang dibutuhkan dan juga
kondisi pengeborannya. Penambahan material koloid bertujuan untuk mengurangi jumlah
air yang masuk ke dalam formasi.
Pengontrol Berat Lumpur Bor
Satuan yang biasa digunakan adalah satuan densitas, misalnya lbs/barrel, lbs/ft3
lbs/gallon, kg/lt, dan gr/cm³. Dalam kegiatan pengeboran, densitas dari fluida bor lebih
dikenal dengan “weight” (berat).
Berat dari fluida bor memberikan dampak terhadap stabilitas lubang bor. Jika berat fluida
bor berubah maka tekanan hidrostatik dalam lubang bor juga berubah. Jika densitas dari
fluida bor itu meningkat maka berat semu (relatif) cutting dalam fluida akan menurun
sehingga fluida ini dapat membawa cutting lebih banyak dari pada air.
Lumpur bor yang normal memiliki berat sekitar 1,07 kg/lt. Barit biasa digunakan sebagai
material pemberat yang digunakan untuk mengangkat material lebih ringan seperti halnya
VI - 12
Bab VI, Fluida Bor
hematite atau galena pada kondisi tertentu. Material pemberat ini merupakan suspensi di
bawah pengaruh pertikel koloid dari lumpur bor dan kelembaman kimia.
Pengontrol Keseimbangan Sirkulasi
Kehilangan sirkulasi (lost circullation) dan ledakan (blow out) merupakan kegagalan
keseimbangan tekanan antara tekanan hidrostatik fluida bor dalam lubang dengan
tekanan fluida formasi. Tekanan fluida formasi terbentuk akibat adanya tekanan pada saat
pembentukan formasi tersebut yang mengakibatkan lapisan dengan tekanan fluida
formasi normal. Peningkatan tekanan ini berbanding lurus dengan jumlah (tebal) lapisan
penutup di atasnya.
Ketika lubang bor dibuat, tekanan sirkulasi fluida bor dapat tidak sama dengan tekanan
fluida formasi sehingga memungkinkan terjadi ketidakseimbangan tekanan. Tekanan
fluida formasi yang berlebihan menyebabkan fluida bor keluar dari lubang bor, peristiwa
ini disebut “blow out” (ledakan). Fenomena ledakan ini sering terjadi pada pengeboran
eksplorasi geothermal. Sebaliknya ketidakseimbangan tekanan menyebabkan kehilangan
sirkulasi fluida ke dalam formasi dikenal dengan “lost circulation” (kehilangan sirkulasi)
dalam hal tekanan fluida bor melebihi tekanan fluida formasi. Tekanan hidrostatik fluida
bor yang berlebihan mengakibatkan pecahnya formasi di sekitar lubang bor, sehingga
pencahannya bercampur dengan fluida bor yang mengakibatkan :
-
laju penetrasi yang rendah
-
laju filtrasi yang tinggi
-
kerusakan formasi
Kehilangan sirkulasi sering terjadi pada formasi yang memiliki karekter sebagai berikut :
-
lapisan yang porous dan permeabel
-
tidak terkompaksi
-
formasi yang tidak homogen
-
Memiliki bukaan natural (sesar, kekar, rekahan)
Contoh formasi yang sering terjadi kehilangan sirkulasi adalah lapisan gravel (gravel
beds) dan gua-gua batugamping (vuggy limestone). Cara mengatasinya adalah dengan
menggunakan casing pada pengeboran yang dilakukan.
VI - 13
Bab VI, Fluida Bor
Perbedaan tekanan antara fluida bor dan fluida formasi bisa diantisipasi dengan
memberikan dinding pemisah di antara keduanya. Selain menggunakan casing, dalam
batas tekanan tertentu material fluida bor bisa membentuk dinding pemisah untuk
mengendalikan perbedaan tekanan. Dalam hal ini fluida bor ditambahkan material
perekat. Komposisi material dapat diklasifikasikan secara umum menjadi tiga kategori
yang berbeda, tergantung kepada ukuran dan bentuk dari material yang digunakan, yaitu :
fibrous, flaky dan granular. Material fibrous yang banyak digunakan adalah mineral,
hewani, vegetasi atau bahan sintetis asli. Asbestos, kulit, bagasse (sugar cane waste),
glass atau rayon adalah macam-macam material fibrous yang sering digunakan untuk
perekatan yang efektif pada pasir dan kerikil ataupun lapisan pebble yang memiliki ukuran
agregat yang besar. Sedangkan flaky material yang sering digunakan adalah :
cellophane, mika dan katun yang sering digunakan untuk menutup formasi yang memiliki
komposisi ukuran pori-pori yang kecil sampai sedang. Sedangkan material granular
seperti nut shells, ground rubber, ground plastic dan bentonit kasar sering digunakan
untuk penutupan yang efisien pada formasi dengan ukuran pori-pori dari sedang sampai
besar.
Disamping dengan dinding pemisah, perbedaan tekanan fluida formasi dan fluida bor
dapat dikontrol dengan mengatur densitas fluida bor sehingga tekanan hidrostatik fluida
bor akan berubah. Metode penyeimbangan tekanan ini harus memperhatikan kinerja
pengeboran supaya tetap efisien karena jika densitas fluida bor terlalu ringan maka
terdapat kemungkinan cutting tidak bisa terangkat dan apabila densitas fluida bor terlalu
besar maka kerja pompa akan semakin berat.
6.4.3 Tipe-Tipe Lumpur Bor
Inhibited Mud
a. Definisi : lumpur bor yang didesain untuk menghasilkan suatu filtrat minimum
sehingga dapat mencegah hidrasi yang terjadi bila fluida bersentuhan dengan formasi.
b. Fungsi
-
Mengurangi runtuhnya dinding lubang (sloughing)
-
Mencegah mengembangnya formasi berkaitan dengan hidrasi yang dapat terjadi
karena formasi berupa serpih dan infiltrasi lubang.
c. Kenaikan viskositas dan kekuatan gel rendah
d. Mempunyai pH yang tinggi
VI - 14
Bab VI, Fluida Bor
e. Cara Pembuatan
-
Lumpur awal dilarutkan dengan air pada komposisi 10-15%
-
Sejumlah thinner ditambahkan untuk mencegah thickening yang berlebihan
selama proses pembuatan
-
Sekitar ½ kg soda ditambahkan pada setiap 100 liter lumpur
-
Setelah itu ditambahkan 1,5 kg sodium klorida per 100 liter lumpur
-
Terakhir, penambahan kalsium sulfat pada kuantitas ½ kg per 100 liter lumpur
Lumpur Kapur (Lime Mud)
a. Definisi
Suatu tipe yang khusus dari sejenis inhibited mud yang mempunyai kemampuan
khusus untuk menahan sejumlah invasi ios Ca2+ dalam suatu pengeboran.
b. Fungsi
-
Digunakan pada pengeboran yang menembus lapisan batugamping dan gipsum
yang biasanya menyebabkan kontaminasi ion kalsium yang tinggi.
-
Berperan dalam mengurangi efek pelarutan yang berlebihan dari garam terlarut.
c. Latar Belakang
Kehadiran ion kalsium walaupun dalam jumlah yang kecil dapat mempengaruhi air
yang tercampur dalam Lumpur. Kontaminasi ion kalsium, yang biasanya dapat timbul
pada air yang digunakan untuk prepasi dan melarutkan Lumpur dapat dinetralkan
dengan menambahkan sodium karbonat – Na2CO3. sehingga garam kalsium yang
terlarut akan terpresipitasi sebagai karbonat tak larut.
d. Cara Pembuatan
-
Pembuatan lumpur jenis ini dapat dilakukan pada saat awal prepasi lumpur bor
maupun pada saat fluida bor telah berada pada lubang
-
Pada saat berada di lubang pengeboran, sebaiknya prosesi pengeboran
diselesaikan sebelum pembuatan lime mud dilaksanakan (sebelum casing)
-
Lumpur konvensial ditambah dengan air untuk mengurangi viskositasnya di bawah
normal. Komposisinya 10-25% air. Kemudian sejumlah thinner ditambahkan pada
komposisi ½ - 1 kg per 100 liter lumpur. Sekitar 1-2 kg soda kaustik per 100 liter
lumpur kemudian dicampur. Hasil fluida dicampur dengan 3-4 kg gamping (lime)
per 100 liter lumpur.
VI - 15
Bab VI, Fluida Bor
Lumpur Air Asin Standar
a. Definisi: suatu jenis inhibitive mud yang mempunyai konsentrasi NaCI melebihi 1%
berdasarkan berat
b. Latar Belakang
-
Berbagai macam garam seperti yang terdapat pada formasi kubah garam dan air
garam dengan konsentrasi tinggi, dapat menyebabkan kontaminasi pada fluida
bor.
-
Kehadiran ion-ion garam akan mempengaruhi lubang bor dan fluida bor (pengaruh
bolak-balik). Lubang dapat membesar sehingga pengeboran akan terhambat. Di
lain kasus dapat pula terjadi pengguaan (cavities) pada formasi lubang bor.
c. Cara Pembuatan
-
Untuk mencegah cavities, dibuat lumpur air asin jenuh dengan menambahkan 35
kg garam kering yang dilarutkan dalam 100 liter air bersih pada suhu 20o C.
-
Penambahan lempung (jenis attapulgate) akan menambah viskositas dan
kekuatan gel sehingga mencegah hidrasi. Akan tetapi attapulgate clay mempunyai
kelemahan derajat filtrasi dan kemampuan support dinding lubang bor yang
rendah. Untuk itu perlu ditambah koloid organik seperti soda kaustik yang akan
membuat kinerja thinner mejadi efektif.
-
Untuk mencegah efek di atas (penggunaan lumpur konvensional + attapulgate)
maka digunakan cara baru. Sekitar 12-15 kg bentonit per 100 liter air bersih
dicampur, kemudian ditambah 2 kg ligno sulfonate yang dikombinasikan dengan
soda kaustik sejumlah 1/10 thinner untuk 100 liter fluida tersebut. Air garam yang
telah dipersiapkan sebelumnya kemudian dicampur dengan fluida dengan proporsi
3:1. Fluida resultan diseimbangkan dengan garam untuk menjenuhkan kuantitas
air total yang terdapat pada lumpur (thinning). Selama pencampuran dapat timbul
busa yang dapat di-deactivate dengan octylalcohol. Sebaliknya untuk thickening,
sejumlah fluida awal (sebelum dijenuhkan garam) dapat ditambah kembali.
Lumpur Minyak (Soluble Oil Mud)
Pengeboran dilakukan dengan bit diamond : 2 Nos. NX, 13 carat, 80/110 s.p.c. Ada 5
macam jenis pengeboran dilakukan sebagai pembanding. Salah satunya adalah, satu set
bit dijalankan dengan menggunakan air bersih, dan bit kedua dijalankan dengan lumpur
sebagai pendingin. Lumpur dikomposisi dengan mencampurkan komponen-komponen
VI - 16
Bab VI, Fluida Bor
tertentu dalam 5000 liter air bersih yang ditampung dalam bak berukuran 2x1,8x1,8
meter. Komponen-komponen tertentu tersebut adalah:
a. Bentonit 3 karung (150 kg)
b. Asam tannik 4 kg
c. Soda kaustik 1 kg
d. C.M.C. 1 kg
e. Minyak encer 10 liter
Hasilnya dapat dilihat pada Tabel VI.1 yang mengindikasikan kegunaan lumpur jenis ini
(soluble oil mud) saat diamond bit digunakan untuk menembus formasi yang keras.
Tabel VI.1. Perbandingan pemakaian lumpur air dan minyak.
Jenis Bor
Penetrasi pengeboran (meter)
Fluida air bersih
Fluida lumpur minyak
A
B
C
D
E
5,58
3,04
2,61
2,32
3,04
6,21
8,07
8,27
9,03
5,79
Tipe formasi
Skist tersilifikasi,
kuarsit dengan
rekah yang rapat
Lumpur Konvensional
Pengeboran eksplorasi pada bantuan sedimen dengan menggunakan diamond bit maka
tipe lumpur konvensial lebih cocok untuk digunakan daripada lumpur minyak. Lumpur
konvensional mempunyai spesifikasi berikut ini:
a. Lumpur bentonit dengan bahan dasar sodium (sodium based bentonit mud) yang
mengandung komponen mineral utama montmorilonite.
b. Komposisi
Bentonit dalam bentuk bubuk dengan sodium sebagai agen pengganti dicampur
dengan restrifikasi kandungan material sebagai berikut:
-
Kalsium oksida, kandungan CaO tidak melebihi 0,8% berat
-
Silikon, SiO2 antara 50-55%
-
Kandungan Fe2O3 8%
-
MgO tidak melebihi 1%
-
Na2O dan K2O pada 3-4%
-
Kandungan pasir bebas tidak melebihi 2%
c. Sifat fisik, spesifikasi, dan tes
VI - 17
Bab VI, Fluida Bor
-
Loss pada saat pengeringan maksimum 12% berat dalam kondisi 10 gram sampel
dipanasi pada suhu 105 ± 2°C selama 2 jam.
-
Kehalusan: 1). Kering, minimum 97% dan 90% berat dari 50 gram sampel kering
yang diayak pada ukuran 150 & 75 mikron selama 15 menit. 2). Basah, minimum
98% berat harus melewati pengayak 45 mikron dalam kondisi 10 gram sampel
kering dicampur dengan 350 ml air dalam botol kapasitas 500 ml. Botol dikocok
selama 3 jam kemudian diinversikan selama 30 menit dan campuran ini diayak
kembali pada 45 mikron. Setelah itu residu dibersihkan dari pengayak dan
ditimbang setelah pengeringan.
-
Densitas maksimum 2,3 diuji melalui proses biasa
-
Swelling Power, pengembangan dari volume asal tidak boleh melebihi 24 ml
dalam 24 jam saat 2 gram sampel kering diukur dalam suatu silinder dengan
pencampuran 20 kali larutan pada interval yang tetap.
-
Viskositas: 1). Semu, ditentukan oleh viskometer pada suhu 30± 2°C. 2). Plastik,
prosedur sama dengan hasil minimum 6 centipoise.
-
Gel Formation index, terpisah tidak melebihi 2 ml dari fase fluida yang dibiarkan
selama 24 jam pada sebuah silinder pengukuran.
-
Filtration loss, suatu volume filtrasi tertentu tidak melebihi 20 ml bila diuji pada filter
standar.
-
Nilai pH tidak boleh melewati 7,5 – 8,5 yang ditentukan dengan alat pH meter.
-
Thixotrophy tidak boleh melebihi 30 detik untuk suatu uji fluida.
6.5 DASAR-DASAR PERHITUNGAN FLUIDA BOR
Dalam operasi pengeboran perhitungan-perhitungan dilakukan secara praktis disesuaikan
dengan ukuran-ukuran maupun satuan yang tersedia. Dalam sub-bab ini akan diberikan
persamaan-persamaan
praktis
dalam
perhitungan
parameter-parameter
operasi
pengeboran.
6.5.1 Volume Annulus
Annulus adalah ruang antara dinding lubang bor dengan dinding luar stang bor yang
mana menjadi tempat mengalirnya fluida membawa cutting dari bawah ke permukaan
pada pengeboran sirkulasi normal. Volume annulus dihitung dengan mengurangkan
volume lubang bor dengan volume stang bor.
VI - 18
Bab VI, Fluida Bor
Gambar 3.2. Lubang annulus (daerah diarsir).
[
] [
Volume(m 3 ) = 0,785 × D 2 (m) × Depth(m) − 0,785 × d 2 (m) × Depth(m)
Volume( Liter ) =
[D
2
]
]
− d 2 (in) × Depth(m)
2
Dimana:
D
= diameter lubang bor
d
= diameter luar stang bor
Contoh Perhitungan:
Diketahui diameter lubang bor 6” dan diameter luar stang bor 4” pada pengeboran dengan
kedalaman 20 m, maka volume annulus sebesar:
Volume (Liter) = { (62 – 42) x 20 } / 2 = 200 Liter
6.5.2 Up Hole Velocity
Kecepatan fluida dari bawah ke permukaan melalui annulus adalah faktor kritis dalam
membersihkan cutting dari lubang bor. Kecepatan ini (UHV) tergantung dari tiga faktor
berikut:
1. Volume fluida yang dimasukkan oleh pompa atau kompresor
2. Diameter lubang bor
3. Diameter stang bor
VI - 19
Bab VI, Fluida Bor
Ukuran annulus akan menentukan UHV dalam hal fluida yang digunakan konsisten, atau
UHV akan lebih besar pada annulus yang kecil dan akan lebih rendah pada annulus yang
besar untuk fluida yang sama. Oleh karena itu pemilihan diameter stang bor dibandingkan
dengan diameter lubang bor akan sangat penting dalam mengontrol UHV. UHV dapat
dihitung dengan persamaan berikut:
UHV (m / min) =
1274 × L / min
D 2 − d 2 (mm)
UHV (m / min) =
2 × L / min
D 2 − d 2 (in)
Dimana:
m/min = kecepatan UHV dalam meter per menit
L/min = output pompa atau kompresor dalam Liter per menit
Biasanya output kompresor dinyatakan dalam satuan cfm (cubic feet per minute)
sehingga
untuk
mendapatkan
dalam
satuan
L/min
harus
dikonversi
dengan
mengalikannya dengan faktor 28,3.
Contoh Perhitungan:
Diketahui diameter lubang bor 6” dan diameter luar stang bor 4” pada pengeboran dengan
kedalaman 20 m, digunakan kompresor untuk memompa udara sebesar 650 cfm, maka UHV
dihitung sebesar:
UHV (m/min) = { (2 x 650 x 28,3) / (62 – 42) } = 1,840 m/min
6.5.3 Debit Aliran
Dalam mengukur debit aliran sangat simpel yaitu mengukur volume fluida dalam drum
atau container dan mengukur waktu dalam pengisian drum atau container. Sehingga debit
aliran bisa dihitung dengan persamaan:
Debit aliran( L / s ) =
Volume fluida ( L)
Waktu ( s )
VI - 20
Bab VI, Fluida Bor
6.5.4 Specific Gravity
Specific Gravity (SG) dari fluida bor diukur dengan alat timbangan yang terdiri dari dua
lengan. Lengan yang satu berupa tabung fluida dengan ukuran tertentu dan lengan yang
lain berupa bandul yang dapat digeser menjauh atau mendekat titik tumpu untuk
mencapai kesetimbangan (Gambar 3.3). Pada lengan bandul ini terdapat angka-angka
yang menunjukkan ukuran SG dari fluida dalam tabung.
Gambar 3.3. Alat pengukur SG fluida bor.
Perhitungan SG fluida sangat penting dalam kinerja fluida bor dan dilakukan secara
kontinu selama proses pengeboran. Adakalanya SG fluida akan berubah-ubah sehingga
harus dilakukan penyetabilan SG fluida. Dalam melakukan penyetabilan biasanya
ditambahkan fluida yang lebih berat dengan persamaan:
Pemberat (kg / L) =
SGpemberat × (SG D − SGT )
SGpemberat − SG D
Dimana:
SGD
= specific gravity fluida yang diinginkan
SGT
= specific gravity fluida yang terukur
Contoh Perhitungan:
SG fluida terukur 1,2 dan diinginkan SG 1,3 untuk efektivitas pembersihan cutting. Maka jumlah
barit yang diperlukan untuk menambah fluida bor adalah:
Barit(kg/L) = { 4,2 x (1,3 – 1,2) } / (4,2 – 1,3) = 0,145 kg/L
sehingga untuk membuat 500 liter fluida menjadi SG 1,3 dibutuhkan barit sebanyak:
0,145 x 500 = 72,5 kg
VI - 21
Bab VI, Fluida Bor
6.5.5 Tekanan Fluida
Setiap kedalaman bertambah 1 m maka air akan memberikan tekanan statik sebesar 10
kPa. Sehingga persamaan untuk menentukan tekanan adalah sebagai berikut:
Tekanan(kPa) = Depth(m) × 10(kPa / m) × SG
Contoh Perhitungan:
Diketahui lubang bor dengan kedalaman 60 meter dengan SG fluida sebesar 1,2. Maka tekanan
statik di kedalaman 60 m adalah:
Tekanan (kPa) = 60 x 10 x 1,2 = 720 kPa
VI - 22
BAB VII
OPERASI PENGEBORAN
Selama operasi pengeboran akan dilaksanakan beberapa tahapan, dalam bab ini akan
diberikan tahapan dalam pengeboran dan juga konstruksi sumur pada pengeboran air.
7.1 TAHAPAN PENGEBORAN
Tahapan dalam operasi pengeboran adalah sebagai berikut:
1. Persiapan pengeboran, dalam tahap ini terdiri atas:
ƒ
Pembuatan bak pengendap, bak penampung, serta saluran sirkulasinya. Hal yang
harus diperhatikan dalam membuat desain bak adalah volume yang sesuai
dengan jumlah fluida yang akan dipergunakan. Disamping itu efektivitas dari
proses pengendapan cutting juga sangat dipengaruhi oleh desain bak pengendap.
Sirkulasi fluida dalam bak pengendap yang terlalu cepat berakibat pada proses
pengendapan yang belum tuntas sehingga akan terjadi kecenderungan specific
gravity fluida bor akan naik terus selama operasi pengeboran.
ƒ
Pemasangan balok landasan mesin, papan untuk saluran sirkulasi dan lantai
dasar mesin. Landasan mesin harus mampu menumpu berat mesin bor selama
operasi, landasan yang tidak kokoh akan berakibat tidak stabilnya proses
pengeboran sehingga sulit dalam mengontrol arah lubang bor dan juga bisa
berakibat terjadinya friksi pada rangkaian bor (stang bor).
ƒ
Pengesetan mesin dan pompa
ƒ
Pendirian menara. Hal yang harus diperhatikan dalam pendirian menara adalah
kekuatan pondasi menara yang mencukupi dan kokoh. Dalam proses pengeboran,
menara akan menjadi tempat penambatan seluruh rangkaian bor dari travelling
block sampai ke mata bor. Semakin dalam lubang bor maka beban tambat menara
akan semakin besar pula sehingga harus diperhatikan beban maksimum yang
bisa dibebankan dan juga kedalaman lubang bor.
ƒ
Persiapan lainnya seperti penyiapan lumpur bor, alat-alat ukur untuk kedalaman,
specific gravity, dll.
Bab VII, Operasi Pengeboran
2. Pengeboran dengan kedalaman dan diameter tertentu
Tahapan ini dapat untuk pengeboran inti dan pengeboran non inti.
Dalam pengeboran inti hal terpenting yang akan diperoleh dari operasi pengeboran
adalah inti bor sebagai sampel yang diambil untuk dianalisis baik analisis kondisi
geologi maupun kualitas yang diharapkan. Dari inti bor bisa didapat berbagai macam
informasi penting seperti informasi geoteknik (data rekahan, joint, dan struktur
lainnya), informasi litologi, kualitas terhadap mineral tertentu, dll. Jenis pengeboran ini
lebih banyak digunakan dalam kegiatan eksplorasi maupun investigasi geoteknik.
Setelah didapatkan inti bor maka lubang bor dapat dibiarkan sehingga akan tertutup
oleh proses alami, atau apabila lubang yang ada akan dipergunakan untuk sumur
maka bisa dilanjutkan dengan proses konstruksi.
Pengeboran inti hanya dimungkinkan dilakukan dengan metode pengeboran putar
untuk memperoleh inti. Panjang inti bor pada setiap run pengeboran akan dibatasi
oleh panjang stang bor, dengan kata lain setiap kemajuan penetrasi sepanjang stang
bor maka rangkaian bor harus diangkat ke permukaan untuk mengeluarkan inti bor
dalam core barrel. Kemudian dilakukan pengeboran kembali dengan penambahan
satu stang bor setiap kali run. Untuk pengeboran dangan target lubang bor yang
dalam maka akan lebih efektif apabila digunakan pengeboran sistem wireline. Dalam
sistem ini untuk mengangkat core barrel cukup menggunakan sebuah kawat yang
ditarik dari atas sehingga tidak perlu mengeluarkan seluruh rangkaian bor.
Sampel yang didapatkan dalam pengeboran inti adalah inti bor dan cutting. Pada
setiap kali run pengeboran maka inti diangkat dan dikeluarkan dari core barrel dan
kemudian disimpan dalam sebuah core box. Panjang setiap ruang atau segmen pada
core box disesuaikan dengan panjang core barrel sehingga dalam setiap kali run
maka inti bor akan tersimpan dalam satu ruang atau segmen. Hal yang harus
diperhatikan dalam penyimpanan inti adalah pemberian kode pada setiap ruang atau
segmen core box sehingga apabila dilakukan analisis maka tidak akan tertukar antara
inti bor kedalaman tertentu dengan kedalaman yang lain. Cutting diperoleh dari
material yang mengendap dalam pit fluida bor. Pada setiap kali run pengeboran atau
panjang penetrasi tertentu dilakukan pengamatan cutting dan kemudian sampling.
Sampel cutting kemudian disimpan dalam kantong sampel dan disimpan untuk
dianalisis.
VII - 2
Bab VII, Operasi Pengeboran
Dalam pengeboran non inti maka hal terpenting adalah membuat lubang tanpa
memperoleh inti bor. Pengeboran non inti bisa dilakukan dengan metode pengeboran
putar, tumbuk (cable tool), auger, bor Bangka, dll. Dalam pengeboran non inti ini
interpretasi bawah permukaan bisa dilakukan hanya melalui cutting yang terangkat ke
permukaan oleh fluida bor atau bailer. Akurasi interpretasi geologi akan menemui
banyak kelemahan terutama dalam ketepatan penentuan kedalamannya.
Hal penting dalam pengeboran non inti adalah bidang gerus (berai) mata bor yang
lebih luas. Pada pengeboran putar maka stang bor yang dipakai harus mempunyai
ketebalan yang lebih besar untuk mengimbangi momen puntir yang lebih besar. Pada
pengeboran inti maka bidang gerus akan lebih kecil karena sebagian volume lubang
bor akan menjadi inti (tidak tergerus) sehingga digunakan stang bor yang lebih tipis.
7.2 TAHAPAN PENGEBORAN AIR
Untuk pengeboran air perlu beberapa tahapan diantaranya adalah pengeboran awal (pilot
hole), pengujian geofisika well logging (dibahas pada bab berikutnya), pembesaran
lubang (reaming), konstruksi sumur, pembersihan sumur (development) dan pengujian
(pumping test).
7.2.1 Pengeboran Awal (Pilot hole)
Pembuatan pilot hole dimaksudkan untuk mengetahui litologi secara rinci. Pilot hole
dilakukan dengan mata bor misalnya dengan mata bor jenis tricone diameter 6” sampai
kedalaman melebihi kedalaman konstruksi sumur yang direncanakan. Kelebihan
kedalaman ini dimaksudkan agar sisa kedalaman tersebut dapat berfungsi sebagai
kantong kotoran yang tidak terangkat.
7.2.2 Pembesaran Lubang Bor (Reaming)
Tujuan pembesaran lubang bor adalah untuk mendapatkan kemudahan-kemudahan
dalam hal :
ƒ
peletakan pipa dan saringan (konstruksi)
ƒ
peletakan pipa pengantar saat pengisian gravel dan grouting cement
ƒ
peletakan pipa piezometer (kalau ada)
VII - 3
Bab VII, Operasi Pengeboran
ƒ
peletakan pipa pelindung sementara (temporary casing)
7.2.3 Konstruksi Sumur
Berdasarkan pada rencana konstruksi sumur dan hasil pengukuran penampang lubang
bor maka konstruksi sumur harus dilakukan secepat mungkin setelah dilakukan
pembesaran lubang bor (reaming) dan pembersihan sumur (spulling). Hal ini untuk
menghindari terjadinya runtuhan dinding lubang bor yang dapat menyumbat lubang dan
menjepit stang bor sehingga mengganggu pekerjaan berikutnya.
Setelah konstruksi sumur selesai tahapan berikutnya adalah pengisian gravel (gravel
packing) dengan mengisikan gravel (kerikil) yang berukuran 2-5 mm ke dalam ruang
antara dinding lubang bor dengan dinding pipa dan dinding saringan melalui pipa
penghantar 1,5” dari dasar sumur sampai kedalaman yang direncanakan. Bersamaan
dengan pengerjaan pengisian gravel dilakukan pemompaan lumpur (spulling) dari pompa
melalui ruang pipa konstruksi. Pekerjaan ini harus diusahakan agar lumpur keluar melalui
dinding pipa konstruksi dan dinding lubang bor tempat beradanya gravel dengan menutup
ruangan di dalam pipa konstruksi. Spulling ini bertujuan untuk membuat gradasi gravel
yang dimasukkan sehingga gravel tersusun dengan baik dan padat.
Tahap selanjutnya adalah melakukan grouting cement, yaitu dengan cara memasukkan
adonan semen ke atas permukaan gravel (ruang antara dinding pipa konstruksi dengan
dinding lubang bor) melalui pipa penghantar 1,5”, selanjutnya pipa 1,5” dicabut satu
persatu sampai semen mencapai permukaan. Pekerjaan grouting cement dilakukan
dengan maksud untuk:
ƒ
Menyekat air yang tidak dikehendaki (agar air permukaan tidak masuk ke dalam
sumur).
ƒ
Mengikat pipa konstruksi dengan dinding lubang bor agar kondisi pipa konstruksi
kokoh dan tidak meluncur turun.
7.2.4 Pembersihan Sumur (Development)
Pembersihan sumur dilakukan melalui beberapa tahapan seperti:
1. Pengocokan mekanis (surging)
Pengocokan mekanis dilakukan dengan menaik-turunkan stang bor atau pipa di
antara stang bor atau pipa penghantar yang dipasang alat plunger, biasanya posisi
VII - 4
Bab VII, Operasi Pengeboran
terletak di dalam pipa jambang. Pengocokan mekanis dilakukan berkali-kali sampai
kondisi air agak jernih.
Maksud dilakukan pengocokan mekanis ini adalah untuk :
ƒ
mengeluarkan kotoran yang ada di dalam sumur (saat ditekan)
ƒ
menghisap air dari akifer ke dalam sumur sehingga kondisi lumpur yang kental
menjadi encer (saat ditarik) dan kotoran-kotoran yang menempel dalam saringan
terbawa ke dalam sumur
ƒ
membantu proses pemadatan dan gradasi gravel (saat ditarik)
2. Penyemprotan air bertekanan tinggi (water jetting)
Setelah proses pengocokan mekanis diselesaikan kemudian dimasukkan STTP
(Sodium Tripoly Phosphat) ke dalam sumur dan dibiarkan antara 12-24 jam Tujuannya
untuk melarutkan lumpur dan lempung yang masih tersisa dalam sumur. Setelah ini
baru dilakukan pekerjaan water jetting yaitu penyemprotan air bersih bertekanan tinggi
ke dalam sumur yang diarahkan tepat pada saringan terpasang melalui pipa
penghantar dan alat penyemprot jetting tool. Penyemprotan dilakukan secara
bertahap dari saringan ke saringan yang lainnya dan perlu dilakukan berkali-kali.
Pekerjaan ini diakhiri dengan spulling yaitu meletakkan alat penyemprot di dasar
konstruksi sumur sehingga kotoran-kotoran yang keluar dari saringan yang masih
mengendap di dasar sumur dapat terangkat keluar. Pekerjaan ini dihentikan setelah
air yang keluar dari sumur benar-benar bersih.
Maksud dilakukannya pekerjaan water jetting adalah:
ƒ
Membantu proses gradasi dari gravel sehingga gravel dapat tersebar merata dan
semakin padat.
ƒ
Memperbesar dan membuka lubang saringan yang masih tersumbat.
ƒ
Membersihkan kotoran-kotoran yang masih tersisa di dalam sumur, saringan,
maupun gravel sehingga diharapkan efisiensi sumur semakin meningkat.
3. Pengurasan sumur (over pumping)
Over pumping adalah melakukan pemompaan dengan debit maksimal dari pompa
penguji yang digunakan. Tujuan over pumping adalah untuk:
ƒ
Membersihklan kotoran-kotoran yang tersisa di dalam sumur
ƒ
Menentukan debit pompa pada saat uji pemompaan bertahap dari debit terkecil
sampai debit terbesar
VII - 5
Bab VII, Operasi Pengeboran
ƒ
Memperkirakan letak pompa yang aman pada saat uji pemompaan
Biasanya pada saat dilakukan pekerjaan over pumping masih ada sedikit kotoran
yang keluar terutama pada saat-saat awal pemompaan. Over pumping dihentikan
setelah kondisi air yang keluar dinilai benar-benar bersih.
4. Pengujian sumur (pumping test)
Uji pemompaan yang biasa dilakukan pada sumur bor air adalah :
ƒ
Uji pemompaan bertahap (step draw down test)
Uji pemompaan bertahap dilakukan untuk menentukan nilai-nilai karakteristik
sumur Pelaksanaannya adalah memompa air dengan debit terkecil sampai
penurunannya konstan, kemudian dilanjutkan dengan debit berikut yang lebih
besar sampai penurunannya konstan, demikian seterusnya sampai debit terbesar
dan penurunannya konstan.
Parameter-parameter yang perlu diperhatikan pada saat uji pemompaan tersebut
adalah :
ƒ
kapasitas pompa (pk)
ƒ
letak pompa (m)
ƒ
posisi mulut sumur (planes) dari muka tanah (m)
ƒ
muka air tanah sebelum dipompa/SWL (Static Water Level)
ƒ
besarnya debit pemompaan (l/dt)
ƒ
muka air tanah setelah dipompa/DWL (dynamic Water Level) pada interval
waktu-waktu yang telah ditentukan (m).
ƒ
pengambilan sampel air sebelum dan sesudah pemompaan
ƒ
pengukuran sifat fisik air sebelum dipompa (warna, rasa, pH, dan bau)
ƒ
pengamatan muka air pada sumur-sumur pengamat.
Pemompaan dilakukan sesuai dengan jumlah tahap yang telah direncanakan serta
waktu yang telah ditentukan. Setelah selesai melakukan uji pemompaan bertahap
dilakukan uji kambuh sampai muka airnya kembali ke posisi awal (SWL) dengan
menghitung waktu yang dibutuhkan.
VII - 6
Bab VII, Operasi Pengeboran
ƒ
Uji pemompaan menerus (long term test)
Uji pemompaan menerus dilakukan dengan menggunakan debit terbesar pada uji
pemompaan bertahap. Tujuan dilakukan uji pemompaan menerus adalah untuk
menentukan karakteristik akifer. Hal-hal yang harus diperhatikan sama seperti
pada uji pemompaan bertahap, yang berbeda hanya debit pemimpaan. Pada uji
pemompaan menerus debit yang digunakan konstan dan waktu pengamatan
umumnya jauh lebih lama dari pengamatan uji pemompaan bertahap.
VII - 7
BAB VIII
KENDALA TEKNIS DAN NON-TEKNIS
8.1 KENDALA-KENDALA TEKNIS
Dalam kenyataannya pengeboran tidak selalu berjalan dengan lancar, berbagai macam
hambatan sering terjadi. Hambatan ini sering disebut sebagai hole problems atau
downhole problems, dapat terjadi karena masalah-masalah di dalam lubang bor maupun
di permukaan. Penyebab permasalahan ini misalnya karena mesin mati, rangkaian bor
rusak, penyebab dari formasi, dan lain sebagainya.
Hambatan dalam pengeboran ini dapat dikelompokan sebagai berikut:
•
Tidak sempurnanya inti yang diperoleh (khusus pada pengeboran inti)
•
Caving shale problem
•
Hilangnya lumpur pengeboran (lost circulation/water lost)
•
Pipa terjepit
•
Semburan liar (blow out)
Jenis-jenis hambatan ini dapat terjadi sendiri-sendiri, bersama-sama, atau satu akan
mengakibatkan yang lain. Hambatan-hambatan tersebut sering terjadi dan dapat
menimbulkan kerugian yang besar. Namun demikian dengan penanganan yang benar
diharapkan hambatan dan kerugian tersebut dapat dikurangi.
8.1.1 Masalah Pada Pengeboran Inti (Coring)
Idealnya inti yang diperoleh pada pengeboran berbentuk sempurna dan tidak mengalami
kehilangan tetapi pada kenyataanya hal ini sukar diperoleh. Bentuk-bentuk permasalahan
pada inti yang mungkin dapat dijumpai di lapangan berupa:
-
Inti terpotong menyerupai spiral yang diakibatkan oleh gangguan pada bit
-
Perubahan mendadak pada diameter inti yang diakibatkan oleh pergantian bit setelah
menembus batuan induk
-
Inti berbentuk ulir yang diakibatkan karena tekanan bit yang terlalu besar
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
-
Core blocking yang diakibatkan karena adanya displacement fragmen batuan
sepanjang bidang belahannya
8.1.2 Caving/Shale Problem
Pengertian
Pengeboran menembus lapisan shale mempunyai permasalahan tersendiri. Menjaga agar
shale stabil, tidak runtuh atau logsor merupakan suatu masalah, tidak terdapat suatu cara
pasti yang dapat diterapkan untuk semua keadaan. Untuk mengurangi masalah ini maka
biasanya pengeboran dilaksanakan dengan menerapkan drilling practice yang baik dan
penggunaan mud practice yang tepat. Karena runtuhan atau longsornya shale maka
akibat seterusnya yang dapat timbul antara lain:
•
lubang bor membesar
•
masalah pembersihan lubang bor
•
pipa bor terjepit
•
bridges dan fill up
•
kebutuhan lumpur bertambah
•
penyemenan yang kurang sempurna
•
kesulitan dalam pelaksanaan logging
•
dan lain-lainya
Jenis-Jenis Shale
Shale biasanya merupakan lapisan yang diendapkan pada cekungan marine, terdiri
terutama dari lumpur, silt, dan clay, dalam bentuknya yang lunak biasanya disebut clay.
Semakin dalam maka tekanan dan temperatur akan semakin tinggi sehingga endapan ini
(clay) akan mengalami perubahan bentuk dan disebut sebagai shale. Selanjutnya,
perubahan bentuk karena proses metamorfosa disebut slate, phylite, atau mica schist.
Bila shale mengandung banyak pasir disebut arenaceous shale sedangkan yang
mengandung banyak material organik disebut carbonaceous shale. Shale mengandung
berbagai jenis mineral lempung yang sebagian berhidrasi tinggi. Shale yang mengandung
banyak mineral montmorilonite akan berhidrasi tinggi yaitu akan menyerap air dalam
kapasitas yang besar. Biasanya shale terdapat dalam formasi yang relatif tidak dalam.
VIII - 2
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
•
Pressure shale
Shale merupakan batuan endapan yang biasanya terdapat di daerah yang luas,
adakalanya terdapat pula kontak dengan endapan pasir. Dengan semakin tebal
lapisan di atasnya karena proses pengendapan terus berlangsung maka tekanan
overburden akan semakin besar. Pada proses compaction atau pemadatan ini cairancairan yang berada di dalam lapisan shale akan tertekan keluar dan masuk ke dalam
batuan yang porous (permeabel) dan tidak kompresibel misalnya batupasir. Akibatnya
cairan terperangkap dan tertekan di dalam pasir dan tekanan dapat mencapai tekanan
yang relatif tinggi bahkan dapat menyamai tekanan overburden itu sendiri.
Selanjutnya pada waktu lapisan tersebut dilakukan pengeboran bisa terjadi situasi
dimana tekanan hidrostatis lumpur lebih kecil daripada tekanan formasi. Perbedaan
tekanan ini dapat mengakibatkan runtuhnya dinding lubang bor pada waktu
pengeboran sedang berlangsung.
Cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menaikan tekanan pada dasar
lubang bor, dalam hal ini menaikan berat lumpur. Hal lain yang perlu diperhatikan
adalah menjaga agar lubang bor tetap terisi penuh pada waktu mencabut dan
memasukkan stang bor, serta mengurangi kemungkinan swabbing dengan jalan
menurunkan viskositas dan gel strength.
•
Mud Making Shale
Jenis lain adalah shale yang sangat sensitif terhadap air atau lumpur. Jenis ini dapat
berupa shale bentonit yang bisa menghisap air (hidrasi).
Cara menghadapi shale jenis ini adalah pengeboran dengan memakai cairan
pengeboran yang tidak berpengaruh atau bereaksi dengan shale. Jenis-jenis lumpur
yang dipakai dalam hal ini antara lain lime mud, gyp mud, calcium chloride mud, salt
mud, dan yang banyak dipakai saat ini adalah lignosulfonate mud serta oil mud.
Namun demikian jenis-jenis lumpur ini pun tidak seluruhnya mampu mengatasi
masalah shale ini. Sehingga yang dapat diusahakan adalah agar shale ini tidak
terhidrasi atau bereaksi dengan lumpur ataupun air fitrasi, salah satu cara bisa dipakai
lumpur dengan air filtrasi yang sangat rendah.
VIII - 3
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
Hal lain yang berpengaruh dalam menghadapi shale ini antara lain:
•
-
Keasaman diusahakan konstan pada pH sekitar 8,5 – 9,5
-
Densitas atau berat lumpur cukup untuk menahan dinding lubang bor
-
Air filtrasi diusahakan rendah
Stressed shale
Shale jenis ini tidak banyak bereaksi atau terhidrasi dengan air tetapi mudah runtuh.
Problem ini akan makin besar bila lapisan miring dan ditambah lagi bila menjadi basah
oleh air atau lumpur.
Sebab-Sebab dan Cara Penanganan Shale Problem
•
Sebab dan Gejala
Penyebab masalah shale ini dapat dikelompokkan dari segi lumpur maupun dari segi
drilling practice atau mekanis.
Beberapa penyebab dari kelompok mekanis antara lain:
-
Erosi karena kecepatan lumpur di annulus yang telalu tinggi
-
Gesekan pipa bor terhadap dinding lubang bor
-
Adanya penekanan (pressure surge) atau penyedotan (swabbing) pada waktu
mencabut dan memasukkan stang bor/mata bor
-
Adanya tekanan dari dalam formasi
-
Adanya air filtrasi atau lumpur yang masuk ke dalam formasi
Secara umum dapat dikatakan bahwa pembesaran lubang bor dan masalah shale
berkaitan dengan dua masalah pokok, yaitu tekanan formasi dan kepekaan terhadap
lumpur atau air filtrasi.
Gejala-gejala yang sering tampak bila sedang menghadapi masalah shale antara lain:
-
Tekanan (beban) pompa naik
-
Serbuk bor (cutting) bertambah banyak
-
Lumpur menjadi kental
-
Air filtrasi bertambah
-
Bridges dan fill up, adanya endapan cutting di dalam lubang bor
-
Torsi bertambah besar
VIII - 4
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
•
Bit baling
Penanganan
Usaha-usaha untuk menanggulangi masalah shale antara lain:
-
Penggunaan lumpur yang baik:
-
Densitas lumpur yang cukup untuk menahan tekanan formasi
-
Keasaman lumpur yang sesuai (pH sekitar 8,5 – 9,5)
-
Filtrasi rendah
-
Mengurangi kecepatan aliran lumpur di annulus
-
Pipa bor diusahakan betul-betul dalam keadaan tegang
-
Mengurangi/menghindari kemiringan lubang bor
-
Mengindari swabbing atau pressure surge pada saat mencabut dan memasukkan
stang bor atau mata bor
Hilangnya Lumpur Pengeboran (Lost Circulation / Water Lost)
•
Pengertian
Hilangnya lumpur pengeboran merupakan proses masuknya lumpur ke dalam formasi.
Hilangnya lumpur ini merupakan problem lama di dalam pengeboran, banyak terjadi
dimana-mana serta pada kedalaman yang berbeda-beda. Hilangnya lumpur ini dapat
terjadi bila tekanan hidrostatis lumpur melebihi tekanan formasi.
•
Sebab-Sebab
Ditinjau dari segi formasi maka hilangnya lumpur dapat disebabkan oleh hal-hal sebagai
berikut:
-
Coarseley permeable formation
Contoh dari jenis formasi ini adalah pasir dan gravel. Namun tidak semua jenis
formasi ini menyerap lumpur, formasi ini dapat menyerap lumpur dimana tekanan
hidrostatis lumpur harus lebih besar daripada tekanan formasi. Selain itu ada
pengertian bahwa lumpur mampu masuk ke dalam formasi bila diameter lubang atau
pori-pori sedikitnya tiga kali lebih besar terhadap diameter butiran atau partikel padat
dari Lumpur.
VIII - 5
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
-
Cavernous formation
Hilangnya lumpur ke dalam reef, gravel, atau pun formasi yang mengandung banyak
gua-gua sudah dapat diduga sebelumnya. Gua-gua ini banyak terdapat pada formasi
batu kapur (limestone dan dolomite).
-
Fissure, fractures, faults
Ini merupakan celah-selah dan retakan di dalam formasi. Bila terjadinya hilangnya
lumpur tidak pada formasi permeabel atau batukapur, biasanya ini terjadi karena
celah-celah dan retakan tersebut. Fractures dapat bersifat alamiah karena prosesproses geologi tetapi juga dapat terjadi karena sebab-sebab mekanis selama
pengeboran (induced fractures). Fractures ini dapat disebabkan antara lain:
o
Penekanan (pressure surge) pada waktu masuknya stang bor / mata bor
o
Kenaikan tekanan karena drilling practice yang tidak benar, misalnya tekanan
pompa terlalu tinggi, lumpur terlalu kental, gel strength terlalu besar. Dapat juga
karena perlakuan yang kurang sesuai misalnya menjalankan pompa secara
mengejutkan, dan lain sebagainya.
Hilangnya lumpur bor tidak hanya dipengaruhi oleh faktor formasi saja akan tetapi juga
dipengaruhi oleh sifat lumpur dan juga operasional pengeboran yang akan dijelaskan
sebagai berikut:
-
Squeeze effect
Saat menurunkan rangkaian stang bor terlalu cepat dan ditambah lumpur yang kental
maka lumpur yang berada di bawah mata bor akan terlambat naik ke annulus di atas
mata bor. Hal ini menyebabkan lumpur di bawah mata bor tertekan ke formasi karena
kondisi antara rangkaian stang bor dengan lubang seperti sebuah piston. Peristiwa ini
dikenal sebagai squeeze effect. Akibat dari squeeze effect dapat menyebabkan
formasi pecah dan lumpur masuk ke formasi.
-
Berat jenis lumpur yang tinggi
Karena berat jenis lumpur yang digunakan tinggi maka tekanan hidrostatis lumpur
akan menjadi besar. Bila menemui lapisan yang tekanan rekahannya kecil maka
formasi akan terjadi rekahan-rekahan dan akibatnya adalah sama seperti yang
diuraikan di atas.
-
Viskositas lumpur yang tinggi
Bila viskositas lumpur tinggi maka tekanan sirkulasi lumpur di annulus akan cukup
tinggi yang mengakibatkan formasi pecah bila formasi tidak kuat.
-
Gel strength lumpur yang tinggi
VIII - 6
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
Gel strength sangat penting di waktu tidak ada sirkulasi yaitu akan menahan cutting
supaya tidak turun ke dasar lubang. Dalam kondisi ini material pembuat lumpur
diusahakan tidak menumpuk di dasar lubang. Apabila gel strength tinggi maka untuk
memulai sirkulasi yang sempat terhenti akan diperlukan tenaga pompa yang cukup
besar. Bila formasi tidak sanggup menahan tekanan pompa yang besar ini maka
formasi akan pecah.
-
Pemompaan yang mengejutkan
Pemompaan lumpur yang mengejutkan akan menyebabkan formasi pecah jika
formasi tidak kuat. Akibatnya adalah seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Pada
waktu mata bor menembus formasi ini maka lumpur akan mengisi gua, celah, dan
rekahan yang ada.
•
Tindakan Pencegahan
Pengalaman menunjukkan bahwa sekitar 50% dari hilangnya lumpur pengeboran terjadi
karena induced fracture. Dalam hal ini hilangnya lumpur dapat terjadi dimana-mana tidak
terlalu terpengaruh oleh jenis formasi. Dengan demikian pencegahan akan lebih murah
daripada mengatasi hilangnya lumpur pengeboran bila sudah terjadi. Beberapa hal yang
perlu diingat untuk pencegahan antara lain:
-
Berat lumpur
Berat Lumpur perlu dijaga agar tetap minimum sekedar mampu mengimbangi tekanan
formasi. Serbuk bor (cutting) yang berada di annulus juga mengakibatkan
penambahan berat lumpur. Sehingga pembersihan lubang bor memegang peranan
yang penting.
-
Viscosity dan gel strength
Gel strength juga dijaga agar tetap kecil, gel strength yang besar memerlukan tenaga
yang besar pula untuk menyirkulasikan gel tersebut, tenaga yang besar ini akan dapat
mengakibatkan pecahnya formasi. Disarankan agar rotary table dan spindle
digerakkan terlebih dulu sebelum menjalankan pompa, disamping itu dalam
menjalankan pompa tidak dilakukan dengan mengejutkan (perlahan-lahan dalam
membuka kran/katup).
-
Pada waktu menurunkan stang bor dan mata bor harus dihindari terjadinya pressure
surge untuk mencegah pecahnya formasi, juga pada waktu mencabut atau menaikkan
stang bor dan mata bor harus dihindari terjadinya swabbing.
-
Harus dipergunakan lumpur pengeboran yang baik dan stabil. Hal ini dapat
mengurangi negative mud seperti caving dan sloughing bridging.
VIII - 7
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
•
Cara Mengatasi Hilangnya Lumpur Pengeboran
Cara mengatasi hilangnya lumpur pengeboran ini sangat berbeda satu dari yang lain,
tergatung dari sebab-sebab, sifat formasi, dan sebagainya. Berikut adalah beberapa cara
yang dapat dipergunakan untuk mengatasi hilangnya lumpur pengeboran:
-
Bahan penyumbat
Dalam mengatasi hilangnya lumpur pengeboran dipergunakan bahan penyumbat
antara lain:
o Granular material sepeti nut shells, nut plug, dan tuff plug
o Fibrous material seperti leather floc, fiber seal, dan chip seal
o Flakes seperti mica dan cellophare
o Kombinasi jenis bahan-bahan tersebut di atas. Demikian pula ukurannya dapat
dicampur dari yang halus (fine), medium, serta yang kasar (coarse)
o Heat expanded material seperti expandedperlite
o Bahan-bahan khusus seperti high filter loss slurry, bentonite diesel oil slurry, atau
bentonite diesel oil cemen slurry
-
Seepage losses
Adalah bila hilangnya lumpur pengeboran dalam jumlah yang relatif kecil yaitu kurang
dari 15 bbl/jam, usaha-usaha yang dapat dilakukan adalah:
ƒ
Mengurangi berat lumpur pengeboran, tekanan pompa, dan periode menunggu
ƒ
Dapat dicoba menambahkan bahan penyumbat dengan cara:
-
Menyiapkan bahan penyumbat dengan lumpur khusus untuk membawa
bahan-bahan tersebut sekitar 200 bbl.
-
Bahan penyumbat akan lebih baik apabila terdiri dari bermacam-macam jenis
serta ukuran dengan konsentrasi sekitar 25-35 lbs/bbl lumpur. Apabila
hilangnya lumpur pengeboran makin besar maka jumlah serta ukuran bahan
penyumbat harus diperbesar.
-
Bahan penyumbat dipompakan ke dalam lubang bor, pada saat bahan
penyumbat sampai pada dasar mata bor maka pengeboran dapat dimulai lagi.
Dengan demikian sirkulasi lumpur bor akan kembali normal (seimbang),
apabila
sirkulasi
masih
belum
normal
maka
penyumbatan
dengan
batchmethod ini dapat diulang hingga berhasil.
-
Complete loss of returns
Adakalanya lumpur pengeboran tidak keluar kembali dari lubang bor tetapi lubang bor
tetap penuh. Hal yang dapat diusahakan antara lain dengan memakai highfilterloss
slurry atau soft plug.
VIII - 8
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
-
Lumpur tidak sampai ke permukaan
Keadaan ini sangat berbahaya karena akan terjadi pengurangan tekanan hidrostatis
lumpur pengeboran yang selanjutnya dapat terjadi wellkick. Usaha yang harus segera
dilakukan adalah mengisi lubang annulus dengan air yang jumlahnya harus
diperhitungkan atau lubang bor disumbat terlebih dahulu dengan bahan penyumbat
sebelum pengeboran dilanjutkan.
-
Blind drilling
Adakalanya pengeboran menembus formasi dengan tekanan yang sangat rendah
bahkan di bawah tekanan hidrostatis air. Usaha yang dapat dilakukan antara lain
pengeboran dengan lumpur yang sangat ringan misalnya aeratedmud atau mistdrilling
sampai mencapai formasi yang cukup keras untuk kemudian dipasang casing dan
disemen.
Stang Bor Terjepit
•
Pengertian
Dalam kenyataannya operasi pengeboran tidak selalu berjalan lancar. Seringkali stang
bor terjepit, benda-benda asing terjatuh, atau benda yang tertinggal di dalam lubang bor
(stang bor patah), semua benda ini disebut dengan fish. Hal ini dapat menggangu
kelancaran operasi pengeboran, peralatan-peralatan tersebut harus dikeluarkan dulu dari
lubang bor sebelum operasi pengeboran dapat dilanjutkan. Operasi pembersihan lubang
bor ini sering disebut sebagai pemancingan. Sedangkan peralatan khusus yang dipakai
dalam operasi pemancingan ini disebut sebagai alat pancing. Selanjutnya jenis serta
ukuran dan bentuk benda yang harus dipancing sangat belainan dan ini memerlukan
prosedur serta peralatan yang berbeda pula.
•
Jenis dan Sebab Jepitan
Ada 3 sebab utama dari terjepitnya rangkaian stang bor, yaitu:
-
Caving soughing
Akibat pengeboran menembus formasi yang tidak stabil dan mudah runtuh terutama
shale, gejala yang tampak pada problem ini antara lain:
•
tekanan pompa naik
•
serbuk bor / cutting bertambah
VIII - 9
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
•
ada sangkutan (drag, bridges)
•
torsi naik
•
bit balling
•
lumpur: viskositas naik, air fitrasi naik, gel strength naik
Sebagai cara pencegahan terhadap masalah ini adalah pemakaian mudpractice serta
drilling partice yang baik. Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mengatasi
masalah ini antara lain sirkulasi yang intensif (turnkan water loss,pelumasan),
kemudian perendaman (spotting ) dengan minyak atau oil soluble surfactant.
-
Key seat
Key seat atau lubang kunci ini dapat terjadi pada lubang bor miring. Hal ini terjadi
karena gesekan rangkaian stang bor dengan dinding lubang bor bagian atas dan
membentuk semacam lubang kunci jika lubang bor dilihat dari atas. Biasanya jepitan
terjadi waktu mencabut stang bor. Untuk pencegahannya dapat dilakukan dengan
menghindari belokan tajam (dog leg). Pada sumur miring belokan yang disarankan
maksimum 3/100 ft.
-
Defferential pressure sticking
Jepitan jenis ini terjadi apabila:
•
formasi porous dan permeabel
•
lumpur terlalu berat sehingga tekanan hidrostatis lumpur melebihi tekanan formasi
•
lumpur kurang stabil (water loss tinggi, mud cake tebal)
Dalam hal ini tidak tampak adanya gejala sebelum jepitan. Jepitan jenis ini dapat
terjadi pada sumur bor miring maupun sumur bor tegak. Sebagai tindakan
pencegahan antara lain:
•
mengurangi berat lumpur dan air filtrasi, pelumasan, dapat dipakai oil emulsion
mud, oil invert emulsion mud atau oil base mud
•
•
memakai stabilizer dan spiral grooved drill collar pada rangkaian bor
Jenis dan Sebab Jepitan
Ada bermacam-macam jenis fish yang terdapat di dalam lubang bor. Jenis, ukuran, dan
bentuknya dapat bermacam-macam tergantung dari situasi serta penyebab adanya fish
tersebut. Secara umum jenis fish ini dapat dikelompokan sebagai berikut:
ƒ
Stang bor terjepit
ƒ
Stang bor lepas / patah
ƒ
Stang bor terlepas seluruhnya atau sebagian dan terjatuh ke dalam lubang bor
VIII - 10
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
ƒ
Pipa selubung (casing) terjepit, pecah, atau lepas
ƒ
Kabel swab atau kabel loging putus
ƒ
Peralatan-peralatan kecil atau benda-benda asing lainnya yang jatuh ke dalam
lubang bor
Jenis, ukuran, dan bentuk fish serta situasi dan kondisi lubang bor banyak menentukan
cara pemancingan serta alat yang diperlukan.
•
Pengenalan Masalah
Sebelum mulai operasi pembersihan lubang bor dari fish yang tertinggal maka harus
menentukan dulu perincian serta cirri-ciri dari fish tersebut, dimana fish berada, dan
sebab-sebab mengapa fish berada di situ.
Sebagai contoh pada stang bor terjepit. Sebelum atau dalam proses pembebasannya
perlu diketahui ukuran stang bor, ukuran lubang bor, tempat jepitan, sebab stang bor
terjepit, dan seterusnya. Contoh lainnya pada stang bor yang patah dan tertinggal di
dalam lubang bor. Maka perlu diketahui ukuran stang bor dan ukuran lubang bor, berapa
stang bor yang tertinggal, dimana, bagaimana bentuk patahan, apakah lubang bor miring,
dan lain sebagainya. Dengan dasar pengetahuan tersebut dapat ditentukan langkah atau
cara pemancingan serta peralatan yang diperlukan.
•
Jenis-Jenis Operasi dalam Pemancingan
-
Sirkulasi
Sirkulasi merupakan cara yang sering diterapkan untuk membebaskan stang bor yang
terjepit, yaitu dengan cara :
•
Sirkulasi intensif dan diberi pelumas pada lumpur bor, bila stang terjepit karena
endapan atau longsoran pasir, shale, atau clay
•
bila jepitan karena perbedaan tekanan (differential pressure sticking) berat lumpur
dapat dikurangi.
-
Perendaman
Bila pipa terjepit maka perlu dicari tempat jepitan, biasanya jepitan terjadi karena
endapan atau longsoran pasir, shale, atau clay. Bila demikian dapat dipompakan
cairan perendaman pada lokasi tempat jepitan. Sambil direndam, pipa dicoba
VIII - 11
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
digerakan naik turun atau diputar. Waktu perendaman dapat singkat atau sampai
beberapa jam. Sebagai cairan perendam dapat dipakai minyak, oil base mud, invert oil
emulsion mud, asam klorida (HCl), atau yang popular saat ini adalah oil soluble
surfactant (misalnya pipe lax) yang dilarutkan dalam diesel oil, dengan jumlah ratarata satu galon surfactant untuk tiap barrel minyak. Dalam hal ini perlu diperhatikan
agar cairan perendam benar-benar berada di daerah jepitan.
-
Pengeboran kurung (wash over)
Bila stang bor yang tertinggal di dalam lubang bor karena patah atau dipotong dalam
keadaan terjepit, maka jepitan harus dibersihkan dulu sebelum pipa dapat diangkat.
Pembersihan sekeliling pipa ini dapat dilakukan dengan pengeboran sekelilingnya.
-
Sidetrack dan Abandon
Adakalanya stang bor yang terjepit tidak dapat dibebaskan. Terpaksa lubang bor
disumbat dengan semen (plug back) dan kemudian pengeboran dilanjutkan ke
samping
(sidetrack).
Kemungkinan
lain
adalah
sumur
disumbat/ditutup
lalu
ditinggalkan.
•
Alat Pancing
Alat pancing secara keseluruan dapat dikelompokkan dalam alat pancing itu sendiri dan
alat-alat pembantu untuk melaksanakan operasi pemancingan, termasuk juga alat
keselamatan agar rangkaian stang bor pemancignan itu sendiri tidak terjepit.
-
Alat pancing pipa:
•
•
-
-
dari luar:
-
die collar
-
overshot
dari dalam:
-
taper tap
-
pipe spear
Alat pancing benda-benda kecil :
•
junk basket
•
fishing magnet
Alat pancing kabel:
VIII - 12
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
•
-
cable spear
Alat pemukul:
•
bumper sub
•
jar: mechanical rotary jar, hydraulic jar, surface jar.
-
Alat pemotong pipa: internal cutter dan external cutter
-
Alat penyelamat: safety joint
-
Lain-lain: milling shoe dan casing roller
•
Rangkaian Alat Pancing
Untuk pemancingan benda–benda dimana ada kemungkinan tidak dapat terlepas
terutama untuk stang bor, maka disarankan agar dalam rangkaian alat pancing tersebut
dipasang :
-
Safety joint, sebagai pengaman di atas alat pancing
-
Jar/bumper sub, untuk memukul dan membantu melapaskan jepitan
-
Drill collar, sebagai pemberat
-
Jar accelerator, diperlukan bila jepitan tidak dalam
Semburan Liar (Blow Out)
Untuk menjelaskan arti semburan liar/blow out terlebih dahulu akan diperkenalkan istilah
kick yaitu masuknya fluida formasi (air, gas, atau minyak ) ke dalam lubang sumur. Hal ini
dikarenakan lumpur pengeboran tidak dapat mengontrol tekanan formasi yang
disebabkan karena turunnya tekanan hidrostatis lumpur pengeboran dan naiknya tekanan
formasi. Lumpur pengeboran memberikan tekanan hidrostatik kepada formasi yang akan
semakin besar sejalan dengan pertambahan kedalaman. Bila tekanan hidrostatis lebih
kecil dari tekanan formasi terjadilah kick. Fluida formasi yang sudah masuk ke dalam
lubang sumur ini mempunyai tekanan yang besar sehingga fluida ini mengalir ke
permukaan. Kalau tidak dapat dikontrol dengan cepat maka akan terjadi semburan fluida
formasi tersebut ke permukaan, hal inilah yang disebut dengan blow out. Bila yang
menyembur adalah minyak dan atau gas maka akan sangat berbahaya sekali terutama
jika terdapat sepercik api yang akan menyebabkan kebakaran. Apabila blow out berupa
air maka masih dapat diusahakan untuk menutup peralatan-peralatan pencegah
semburan liar.
VIII - 13
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
Faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis lumpur adalah berat jenis lumpur dan
ketinggian kolom lumpur. Apabila terdapat salah satu atau keduanya yang rendah maka
akan menyebabkan turunya tekanan hidrostatis lumpur.
-
Berat jenis lumpur turun
Bercampurnya fluida formasi dengan lumpur bor akan menyebabkan berat jenis
lumpur turun, hal ini dapat ditinjau dari beberapa sebab, yaitu:
•
Swab effect
Terjadi apabila pencabutan rangkaian stang bor terlalu cepat maka antara
rangkaian stang bor dan dinding lubang bor akan mirip seperti halnya piston dan
silinder. Ruang di bawah bit yang ditinggalkan oleh rangkaian pengeboran menjadi
vakum dan fluida formasi akan tersedot (terhisap ke dalam lubang bor). Ditambah
lagi dengan viskositas lumpur yang besar (lumpur kental) maka gerakan lumpur
yang ada di atas bit terlambat mengisi ruangan di bawah bit. Akibatnya akan
masuk fluida formasi ke dalam lubang dan bercampur dengan lumpur bor dan
akan menyebabkan berat jenis lumpur turun. Hal ini dapat menurunkan tekanan
hidrostatis dari lumpur bor.
•
Menembus formasi gas
Saat menembus formasi gas maka cutting yang dihasilkan akan mengandung gas.
Walaupun mulanya tekanan hidrostatis lumpur dapat membendung gas supaya
tidak dapat masuk ke dalam lubang, tetapi gas dapat masuk ke dalam lubang
bersama cutting. Gas keluar dari cutting masuk ke dalam lumpur, makin lama gas
makin banyak sehingga akan menurunkan berat jenis dari lumpur bor. Apabila hal
ini terjadi maka tekanan hidrostatis lumpur tidak dapat lagi membendung
masuknya gas ke dalam sumur secara lebih besar.
-
Tinggi kolom lumpur turun
Bila formasi pecah atau ada celah dan rekahan-rekahan pada lapisan di dalam lubang
bor maka lumpur bor akan masuk ke dalam lapisan yang pecah atau bercelah
tersebut sehingga tinggi kolom lumpur akan turun. Maksudnya di sini adalah tinggi
kolom lumpur di annulus. Walaupun berat jenis lumpur tidak turun, tekanan hidrostatis
dari lumpur akan turun dengan turunnya tinggi kolom lumpur.
VIII - 14
Bab VIII, Kendala Teknis dan Non-Teknis
8.2 KENDALA-KENDALA NON-TEKNIS
Banyak kendala non-teknis yang sering dijumpai saat proses pengeboran di lapangan.
Keberadaan kendala ini biasanya sangat mempengaruhi kemajuan proses pengeboran.
Beberapa kendala tersebut diantaranya adalah:
-
Lokasi base camp (tempat tinggal sementara bagi kru bor)
Pada daerah tertentu kondisi keberadan base camp ini harus benar-benar aman.
Gangguan dapat berasal dari manusia lain di sekitar lokasi dan juga karena adanya
gangguan
dari
binatang–binatang
buas.
Adanya
kendala
ini
akan
sangat
mempengaruhi kondisi psikologis dan ketenangan bagi kru bor yang akhirnya akan
mempengaruhi prestasi atau kecepatan pekerjaan pengeboran.
-
Letak titik pengeboran harus terletak pada lokasi/daerah yang bebas dari masalah
kepemilikan seperti tanah daerah sengketa, daerah–daerah yang dilindungi (cagar
alam/budaya), dll. Kendala ini keberadaanya akan sangat mempengaruhi proses
pekerjaan pengeboran terutama apabila pekerjaan pengeboran sudah berjalan.
-
Proses kegiatan pengeboran harus diusahakan tidak mengganggu kondisi lingkungan
setempat terutama jika terletak di daerah pemukiman. Sehingga jam-jam kerja harus
diatur agar keberadaannya seperti kerja lembur.
-
Kondisi kesehatan kru bor. Hal ini harus selalu diantisipasi agar mereka dapat bekerja
secara kontinyu dan tidak terhenti karena adanya gangguan kesehatan dari salah satu
kru bor. Hal ini akan sangat mempengaruhi efisiensi kerja pengeboran.
VIII - 15
BAB IX
WELL LOGGING
Proses well logging penting sekali untuk mengumpulkan sebanyak mungkin informasi
secara berkesinambungan pada sumur-sumur eksplorasi agar diperoleh informasi yang
lebih baik dari susunan geologi yang kemudian dapat dikorelasikan dengan sumur-sumur
lainnya.
Well logging memberikan data yang diperlukan untuk evaluasi secara kuantitas dari
lapisan pada situasi dan kondisi yang sesungguhnya. Kurva log memberikan informasi
yang cukup tentang sifat-sifat batuan dan cairan. Dari sudut pandang pengambil
keputusan, logging adalah suatu bagian yang penting dari proses pengeboran dan
penyelesaian sumur. Sehingga adalah mutlak untuk mendapat data log yang akurat dan
lengkap.
Log adalah suatu grafik kedalaman (kadang-kadang waktu) dari satu set kurva yang
menunjukkan parameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam sebuah sumur.
Pada dasarnya log dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) macam log, yaitu log lapangan (field
print), dimana log ini dihasilkan dari log lapangan yang orisinil dan belum diubah sama
sekali. Log Transmisi (field transmitted log) untuk menunjukkan bahwa mereka bukan
turunan dari log lapangan melainkan log yang telah dikirimkan dari lokasi melalui jasa
satelit atau telepon. Sedangkan log yang sudah diproses adalah log yang disunting atau
diproses pada CPU dimana proses penyuntingan tidak harus dikerjakan di lapangan.
Ada beberapa metoda logging yang dapat dilakukan di dalam pelaksanaan pengukuran di
dalam sumur, diantaranya adalah metoda temperatur, metoda magnet dan elektrik,
metoda radiasi nuklir, metoda akustik, dan metoda gravimetri. Tentunya metoda-metoda
ini dilakukan dalam pengukuran sesuai dengan tujuan-tujuan eksplorasi yang diinginkan.
Sedangkan penerapan pengukuran logging dapat digunakan dalam penentuan litologi
bantuan seperti lempung, lanau, pasir, batubara, dan beberapa litologi lainnya. Demikian
juga dapat dimanfaatkan dalam penentuan porositas batuan, saturasi, permeabilitas,
rekahan batuan, kemiringan batuan, dan sebagainya. Atau lebih spesifik lagi bahwa
pengukuran logging dapat digunakan untuk tujuan eksplorasi minyak dan gas, eksplorasi
Bab IX, Well Logging
mineral radioaktif, eksplorasi batubara, eksplorasi mineral, eksplorasi panas bumi,
ekplorasi potensi air tanah, geoteknik, dan beberapa keperluan penelitian ilmu-ilmu dasar.
Beberapa contoh pengukuran geofisika lubar bor (well logging) diantaranya meliputi
Spontaneos Potential (SP), Resistivity (Log Tahanan Jenis), Log Sinar Gamma, Log
Gamma-Gamma (Density Log), dan Caliper Log.
8.1. SPONTANEOUS POTENSIAL (SP)
Log SP bisa digunakan untuk menentukan lapisan permeabel serta batas-batasnya,
menentukan tahanan jenis air formasi (Rw), dan dapat memberikan indikasi kuantitatif
dari lapisan serpih. SP merupakan beda potensial yang terjadi secara alamiah antara
elektroda yang bergerak dalam lubang bor dengan elektroda yang terdapat pada
permukaan. Arus listrik timbul karena adanya proses elektro kimia dan elektro kinetik.
Proses elektro kimia terjadi karena adanya tegangan lempung dan tegangan difusi.
Tegangan akibat elektro kinetik umumnya kecil sehingga dapat diabaikan. Nilai potensial
dari jenis log ini dinyatakan dalam mili-Volt.
8.2. LOG TAHANAN JENIS
Prinsip dasar metoda log tahanan jenis adalah pengukuran harga tahanan jenis lapisan
batuan dengan menggunakan elektroda arus dan elektroda potensial yang sama-sama
dimasukkan ke dalam lubang bor. Arus yang dipancarkan oleh elektroda arus harus
konstan sehingga seandainya formasi batuan terdiri dari batuan yang mempunyai
tahanan jenis sama, maka elektroda potensial akan merekam beda potensial yang
konstan. Metoda ini harus dilakukan sebelum dilakukan pemasangan pipa dan saringan.
Log tahanan jenis terbagi atas log tahahan jenis short normal (SN) dan long normal (LN).
Short normal mempunyai spasi (jarak antara elektroda arus dan potensial dalam probe)
adalah 16 inch dan long normal mempunyai spasi 64 inch. SN diharapkan dapat
mendeteksi lapisan batuan pada zone terinfiltrasi lumpur (invaded zone) sampai zone
transisi. Sedangkan LN pada zone tak terinfiltrasi lumpur (uninvaded zone).
8.3. LOG SINAR GAMMA
Prinsip dari log sinar gamma adalah perekaman radioaktivitas alami bumi dimana sumber
radioaktivitas berasal dari tiga unsur yang ada dalam batuan yaitu Uranium (U), Thorium
IX - 2
Bab IX, Well Logging
(Th), dan Potasium (K) yang secara terus menerus memancarkan sinar gamma dalam
bentuk pulsa-pulsa energi radiasi tinggi. Sinar gamma ini mampu menembus lapisan
batuan dan dideteksi oleh sensor sinar gamma yang umumnya berupa detektor sintilasi.
Setiap sinar gamma yang terdeteksi akan menimbulkan pulsa listrik pada detektor.
Parameter yang direkam adalah jumlah dari pulsa yang tercatat per satuan waktu.
Beberapa kegunaan log sinar gamma ini diantaranya adalah:
ƒ
Evaluasi kadar serpih
ƒ
Menentukan lapisan permeabel
ƒ
Evaluasi bijih mineral yang radioaktif
ƒ
Evaluasi lapisan mineral batuan yang bukan radioaktif
8.4. LOG GAMMA-GAMMA (DENSITY LOG)
Dengan menggunakan prinsip teori fisika kuantum, apabila sinar gamma dengan tenaga
tinggi ditembakkan ke formasi/lapisan batuan maka akan ada 3 macam interaksi yang
mungkin terjadi yaitu gejala foto listrik, hamburan Compton, dan produksi kembar.
Alat yang digunakan dalam jenis log ini adalah Litho-Density Tool (LDT). Alat ini
dirancang untuk memberikan tanggapan terhadap gejala foto listrik dan hamburan
Compton. Dengan memilih materi radioaktif alami yang memproduksi sinar gamma
dengan tingkat tenaga antara 75 MeV dan 2 MeV maka hanya interaksi hamburan
Compton yang efektif.
Foton sinar gamma bertumbukan dengan elektron dari atom di dalam batuan sehingga
foton akan kehilangan tenaga energi akibat proses tumbukkan dan dihamburkan ke arah
yang tidak sama dengan arah awal. Tenaga foton yang hilang sebetulnya diserap oleh
elektron sehingga dapat melepaskan diri dari ikatan atom menjadi elektron bebas. Foton
yang dihamburkan ini masih mampu menendang keluar elektron-elektron selama proses
tumbukkan sampai akhirnya foton yang sudah melemah tersebut terserap secara
keseluruhan sebagai akibat dari gejala fotolistrik. Jumlah elektron yang ditendang keluar
oleh foton merupakan fungsi dari tenaga foton dan jenis mineral.
Densitas yang terukur oleh alat LTD sebagai akibat dari hamburan Compton sebetulnya
adalah densitas elektron (jumlah dari elektron per satuan volum). Akan tetapi dapat dicari
hubungan antara densitas elektron dan densitas formasi dengan cukup mudah
IX - 3
Bab IX, Well Logging
Pengukuran densitas merupakan salah satu metode yang paling sering dilakukan dalam
eksplorasi batubara. Pengukuran densitas dapat dilaksanakan pada lubang yang kering
atau yang terdapat fluidanya baik dalam lubang yang terbuka atau pun yang telah ada
casing-nya.
8.5. LOG KALIPER (CALIPER LOG)
Log kaliper diperlukan untuk mendeteksi terdapatnya gejala keruntuhan dinding lubang
bor (caving). Cairan di dalam dinding caving mempunyai harga densitas yang lebih
rendah sehingga penyajian log kaliper biasanya disejajarkan bersama dengan log
densitas.
IX - 4
BAB X
ORGANISASI PENGEBORAN
10.1 SUMBERDAYA MANUSIA
Sumberdaya manusia adalah sangat penting sebagai syarat mutlak kelangsungan operasi
pengeboran. Sumberdaya manusia terdiri dari pimpinan puncak yang menjalankan
manajemen proyek pengeboran sampai kepada operator atau buruh bor yang melakukan
pengeboran langsung di lapangan. Keberhasilan dari proyek pengeboran tergantung dari
strategi dan manajemen yang diterapkan oleh pimpinan, dan disamping itu juga sangat
dipengaruhi oleh kekompakan dan loyalitas dari semua unsur organisasi.
Bentuk organisasi dalam suatu kegiatan pengeboran umumnya terdiri dari:
-
Pimpinan Puncak Teknik Pengeboran (Chief Drilling Engineer)
-
Teknisi Mesin
-
Inspektur Teknik Pengeboran
-
Kepala Teknik Pengeboran
-
Juru Bor
-
Staf Pelaksana
-
Administrasi
-
Keuangan
Pimpinan Puncak Teknik Pengeboran
(Chief Drilling Engineer)
Teknisi Mesin
Inspektur Teknik Pengeboran
Administrasi
Kepala Teknik Pengeboran
Juru Bor dan Staf pelaksana
Gambar 10.1. Struktur organisasi pengeboran.
Keuangan
Bab X, Organisasi Pengeboran
Setiap personal yang menduduki jabatan yang tertera dalam struktur organisasi di atas
mempunyai tugas-tugas utama sebagai berikut :
•
Tugas Utama Pimpinan Teknik Pengeboran
a. Teknis
-
Perencanaan, penyiapan, perkiraan jadwal waktu kerja untuk setiap operasi
pengeboran dan pelaksanaannya
-
Perencanaan kebutuhan peralatan dan pelaksanannya untuk masing-masing
kegiatan
-
Pengkoordinasian kerja inspektur/kepala teknik pengeboran dan pengawasan
serta petunjuk kepada petugas lain berkaitan dengan aspek teknik tugas
masing-masing
-
Pendataan dan pengecekan berbagai jenis peralatan untuk menjamin hasil
yang maksimum dengan harga yang minimum
-
Pemeriksaan
sungguh-sungguh
terhadap
kemajuan
masing-masing
pengeboran dan memberikan laporan bulanan dan tiga bulanan kepada atasan
terdekatnya
-
Pengaturan tatacara pelaksanaan untuk menjamin efesiensi dan pemeliharaan
berkala, dan perbaikan (overhaul) pemesinan, dan melakukan pengecekan
teratur terhadap buku log dan catatan letak mesin lapangan
-
Perumusan
program
penelitian
pengembangan
industri
bor
dan
implementasinya guna memecahkan berbagai persoalan pengeboran
-
Pelaksanaan program pelatihan bagi tenaga pelaksana pengeboran dalam
rangka konsolidasi dan penegaran kembali pengetahuan pengeboran mereka.
b. Administrasi
-
Melakukan pengecekan pengeluaran bulanan dan total pengeluaran untuk
setiap operasi yang diperbandingkan dengan perkiraan biaya masing-masing
operasi tersebut secara berkaitan agar pengeluaran biaya pengeboran dapat
dipertahankan pada tingkat yang paling rendah
-
Persiapan dan usaha pemenuhan kebutuhan kantor, peralatan dan suku
cadang operasi pengeboran dan menjaganya agar selalu tersedia sesuai
kebutuhan
-
Pengukuran tepat waktu dan sesuai keperluan dalam pengeboran
X-2
Bab X, Organisasi Pengeboran
-
Pemeriksaan secara hati-hati setiap penerimaan yang berasal dan berkaitan
dengan lapangan pegawai/karyawan
-
Menjamin penyimpanan dan keamanan peralatan yang memadai
-
Penyusunan secara cermat laporan akhir kebutuhan kantor/peralatan yang
tidak dapat diperbaiki atau dikembalikan dari (pekerjaan) lubang bor.
•
Tugas Inspektur Kepala Teknik Pengeboran
-
Membantu Pimpinan Utama pada seluruh aspek seperti poin-poin di atas.
Inspektur teknik pengeboran harus menjamin bahwa tuntutan pemeliharaan
permesinan di daerah kerjanya sudah dilakukan tepat waktu
-
Pelaksanaan mobolisasi pegawai dan peralatan dari kantor pusat ke lapangan dari
satu lapangan ke lapangan yang lainnya
-
Menjamin pelaksanaan yang ditetapkan untuk karyawan lapangan telah tepat
sehingga diperoleh penggunaan peralatan yang optimal dan biaya yang minimal
-
Pengujian dan pemeriksaan peralatan baru yang berkaitan dengan pekerjaan
teknis
-
Kemajuan dalam pemotongan-pemotongan berkaitan dengan operasi yang
tertunda dan hambatan dari satuan penempatan bor diberbagai lapangan. Hal
mana harus dipindahkan jika diperlukan setelah konsultasi dengan pimpinan
utama pengeboran
-
Kejadian-kejadian
perlengkapan
yang
memerlukan
kesiapan
seluruh
alat
perbaikannya, meliputi alat perbaikan segera/dadakan (left hand recovery rod).
Situasi mana memerlukan improvisasi alat perbaikan untuk mengembalikan setiap
kerusakan alat/lubang bor, sehingga menuntut kejeniusan dan keahlian matang
dari personalia/penanggungjawabnya.
•
Staf Lapangan
a. Operasi Bor
-
Operator bor akan membantu dalam mengoperasikan mesin bor, mesin
pompa, dan perlengkapannya,
-
Memeriksa secara langsung setiap unit/fungsi dari mesin-mesin maupun
perlengkapannya sebelum dan sesudah shift berakhir untuk meyakinkan
bahwa seluruhnya dalam keadaan baik. Mengecek baterai, air radiator,
pelumasan, mesin-mesin dan lain sebagainya.
X-3
Bab X, Organisasi Pengeboran
-
Mencatat penggunaan setiap bahan bakar dan oli untuk setiap shiftnya,
-
Membantu/memandu tukang-tukang bor dalam pergantian shift sehingga
proses pergantian pekerja dapat berjalan dengan baik
-
Membantu dalam melaksanakan perawatan dan perbaikan stang bor, tabung
bor setiap minggunya di dalam camp
-
Memperbaruhi catatan-catatan program kemajuan dari hasil pekerjaan yang
telah dicapai
-
Bertanggungjawab terhadap kewajiban lain yang ditugaskn asisten bor
ataupun ahli bor
b. Buruh Bor
-
Kewajiban utama dari buruh bor adalah untuk membantu operator bor dalam
memeriksa perlengkapan dari mesin-mesin, misalnya, air, radiator, minyak
pelumas, maupun pompa mesin berikut roda gigi pada setiap mulai pekerjaan
-
Membantu operator bor dalam mencatat selama proses pengeboran
berlangsung dalam buku log bor
-
Berperan dalam hal operasional menaikkan dan menurunkan sambungan
stang
bor,
misalnya
penarikan
tali/rantai
yang
berhubungan
dengan
kemacetan ala-alat bantu
-
Mengatur
penempatan
pipa-pipa
dan
bertanggungjawab
terhadap
pengoperasian mesin pompa, generator, dll
-
Membantu mengerjakan proses pemindahan peralatan dari satu tempat ke
tempat lain
-
Menggali
tanah/batuan
untuk
membuat
sumur/bak
air,
memuat
dan
membongkar perlatan dari kendaraan, dll
-
Membuat campuran beton untuk pondasi, lumpur dari campuran bentonit,
membersihkan bak air setelah selesai dipergunakan dan membawa bahan
bakar, bahan pelumas (oli) dll.
10.2 PEMBIAYAAN PENGEBORAN
10.2.1 Faktor-Faktor Pembiayaan
Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi jumlah biaya dalam pekerjaan pengeboran di
antaranya adalah:
-
Personil
X-4
Bab X, Organisasi Pengeboran
-
Metode pengeboran yang dipakai
-
Peralatan yang dipakai
-
Lokasi dan kondisi daerah
Faktor-faktor yang berkaitan dengan personil meliputi:
-
Kemampuan teknis
-
Kemampuan fisik
-
Kemampuan manajemen
-
Kemampua bersosialisasi
Faktor-faktor yang berkaitan dengan metode dan peralatan yang dipakai akan sangat
mempengaruhi jumlah biaya yang dianggarkan. Faktor-faktor tersebut dipengaruhi antara
lain oleh:
-
Kondisi geologi
-
Besar lubang yang direncanakan
-
Kedalaman pengeboran
-
Keahlian kru bor dalam pengoperasian alat
Kondisi lokasi pekerjaan pengeboran mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap
jumlah biaya yang dibutuhkan, di antaranya adalah:
-
Keadaan topografi daerah pengeboran (ketersediaan jalan transportasi, dll)
-
Kondisi medan (jenis transportasi yang ada)
-
Sarana pendukung yang ada di sekitar lokasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi biaya pengeboran tersebut di atas dapat dibedakan
menjadi dua yaitu faktor biaya yang dapat diubah (variable factor) dan faktor yang tidak
dapat diubah (fixed factor).
Faktor yang dapat diubah meliputi:
-
Kemampuan mesin
-
Kemampuan personil
-
Sifat lumpur bor
-
Jenis mata bor
-
Dll
X-5
Bab X, Organisasi Pengeboran
Adapun faktor yang tidak bisa diubah meliputi kondisi geologi daerah setempat yaitu
kekerasan batuan, tipe dan tekanan pori dari formasi.
10.2.2 Kontrol Pembiayaan Pengeboran
Untuk mencegah agar biaya pengeboran tidak melebihi target yang direncanakan maka
perlu adanya beberapa perencanaan, pengawasan, dan analisa sebelum pekerjaan
dimulai atau saat pengeboran dilakukan. Beberapa pengontrolan yang dapat dilakukan di
antaranya adalah:
•
Perencanaan yang baik terdiri atas:
-
Analisa sasaran pengeboran dan merumuskan hal-hal yang harus dikerjakan
untuk mencapai sasaran
-
Memutuskan
siapa
yang
akan
dipilih
untuk
mengerjakan
tugas
dan
menginstruksikan bagaimana dan kapan tugas itu mesti dikerjakan
-
Menyusun standar kerja dan memotivasi kru bor untuk melakukan tugas dengan
baik
-
Pembuatan daftar cek semua pekerjaan yang akan dilakukan
•
Pengawasan yang cermat terutama pada saat pekerjaan pengeboran berlangsung
•
Analisis yang seksama terhadap seluruh kegiatan pengeboran, baik evaluasi pada
saat pengeboran di lapangan tengah berlangsung maupun setelah kegiatan
pengeboran di lapangan selesai.
Beberapa contoh variabel yang perlu diperhatikan dan perlu diperhitungkan dalam
rencana anggaran biaya dalam pekerjaan pengeboran secara ringkas dapat dilihat pada
bagian Lampiran.
X-6
DAFTAR PUSTAKA
Cumming J.D. Diamond Drill Handbook. The Hunter Rose Company, Canada.
1980.
Australian Drilling Industry Training Committee Ltd. Drilling, The Manual of
Methods Applications and Management. Lewis Publisher, New York. 1996.
Preston L. Moore. Drilling Practices Manual. The Petroleum Publishing Co.,
Tulsa – Oklahoma. 1974.
Brosur Long Year.
Koken Boring Machine Co.
Acker Drill Co. Inc. Seranton.
Toho Drilling Machine and Grouting Pump.
Tone Corporation.
Bradley W.M. Manufacture.
CONTOH RENCANA ANGGARAN BIAYA
PENGEBORAN CORING
No
1
2
3
4
5
Uraian
Mobilisasi
- Peralatan
- Tenaga kerja
Moving antar titik
- Personil
- Peralatan
Persiapan dan setting peralatan
Pengeboran dan core box
a. Upah tenaga kerja
- Operator bor (1 orang)
- Kru bor (3 orang)
b. Akomodasi
c. Solar
d. Bensin
e. Oli
f. Core box @ 5 meter
g. Impregnated bit seri 10
h. Bentonit lokal
i. Depresiasi double core barrel
j. Depresiasi mesin bor & peralatan
Demobilisasi
- Personil
- Peralatan
Satuan
Volume
Harga
(Rp)
m3 (Ton)
orang
orang
m3 (Ton)
Ls
m
org-hr
org-hr
hr
liter
liter
liter
buah
buah
kg
buah
buah
org
m3 (Ton)
Total :
Rp/m :
Jumlah
(Rp)
CONTOH RENCANA ANGGARAN BIAYA
PENGEBORAN SUMUR AIR TANAH
No
I
1
2
3
Uraian
Transportasi
Mobilisasi, demobilisasi, & perpindahan
antar lokasi titik bor.
Material
Personal
a. Udara
b. Darat
Satuan
Volume
Harga
(Rp)
Ls
Ls
org
org
2 x 0,5
2 x 0,8
Jumlah I
II
1
2
3
4
Persiapan dan Pengeboran
Persiapan lapangan
a. Pemasangan balok landasan
b. Pengesetan mesin dan lokasi
Pengeboran pilot hole dia 6” – 8”
a. 0 – 50
b. 50 – 100
c. 100 – 150
d. 150 – 200
Logging
a. Resistivity
b. SP
Reaming dia 10” – 12”
a. 0 – 50
b. 50 – 100
c. 100 – 150
d. 150 – 200
lokasi
lokasi
1x1
1x1
m
m
m
m
1 x 50
1 x 50
1 x 50
1 x 50
m
m
1 x 200
1 x 200
m
m
m
m
1 x 50
1 x 50
1 x 50
1 x 50
Jumlah II
III
1
2
Konstruksi dan development
Pengadaan dan pemasangan material
a. Pipa dia 6”
b. Pipa dia 4”
c. Pipa piezometer dia 1”
d. Screen dia 4”
e. Reducer dia 4” – 6”
f. Centraliser
g. Plenes + tutup 6”
h. Gravel
i. Grouting cement
Pembersihan sumur
a. Pengocokan mekanis
b. Water jetting
c. Overpumping
m
m
m
m
buah
buah
buah
m3
lubang
1 x 60
1 x 116
1 x 48
1 x 24
1x1
1x3
1x1
1x6
1x1
jam
jam
jam
1 x 12
1 x 12
1 x 12
Jumlah III
IV
Uji pemompaan
a. SDDT
b. Recovery test
c. Long term test
d. Recovery test
e. Analisis air
jam
jam
jam
jam
sampel
1x8
1 x 12
1 x 48
1 x 12
1x2
Jumlah IV
Jumlah
(Rp)
V
Laporan
a. Laporan pendahuluan
b. Laporan bulanan
c. Laporan kemajuan
d. Laporan akhir
e. Laporan executive summary
f. Laporan pedoman O & P
exp
exp
exp
exp
exp
exp
0,07 x 6
0,47 x 6
1x6
0,07 x 10
0,07 x 10
0,07 x 10
Jumlah IV
Total Biaya ( I + II + III + IV + V )