LUMPUR PEMBORAN

1. Sirkulasi     Pompa lumpur Þ pipa tekan Þ stand pipe Þ rotary house swivel head Þ kelly cock Þ      kelly DP Þ DC Þ pahat Þ annulus DC dengan dinding bor Þ annulus DP dengan dinding lubang bor Þ BOP stack Þ  flow line Þ  shale shaker Þ degasser Þ desander Þ desilterÞ mud pit.

2. Fungsi lumpur

1.  Mengangkat cutting ke permukaan.
     Mengangkat cutting ke permukaan tergantung dari : Ø  Kecepatan fluida di annulus
 Ø  Kapasitas untuk menahan fluida yang merupakan fungsi dari densitas

2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drillstring.
    Panas dapat timbul karana gesekan bit dan drillstring yang kontak dengan formasi.

3. Memberi dinding lubang bor dengan mud cake.    Lumpur akan membuat mud cake. Pembentukan mud cake ini akan menyebabkan    tertahannya aliran fluida masuk ke formasi.

4. Mengontrol tekanan formasi               Pm = 0.052 dm D            dimana :             Pm      =  tekanan statik lumpur, psi             dm       = densitas Iumpur, ppg             D          = kedalaman, ft

5.  Menahan cutting dan material pemberat saat sirkulasi dihentikan

6.  Melepaskan pasir dan cutting di permukaan          Kemampuan lumpur untuk menahan cutting selama sirkulasi dihentikan terutama       tergantung dari gel strength.

7.  Menahan sebagian DP dan Casing (efek Bouyance)

8.  Mengurangi efek negatif pada formasi

9.  Mendapatkan informasi (mud log,samplelog) dalam pemboran, lumpur kadang-kadang       dianalisa untuk diketahui apakah mengandung ion hirokarbon atau tidak.

10. Media logging pemasukan sejenis alat antara lain alat listrik atau gamma ray.

3. Sifat‑sifat lumpur

a. Berat jenis (density)    Berat jenis = berat / volume    Dasar Filosofi Penggunaan berat jenis/   densitas lumpur pemboran :   

a). BJ >> lumpur akan masuk ke formasi          BJ >>> Þ Pm >>>  Þ  formasi pecah Þ fluida pemboran masuk formasi Þ kolom                 lumpur <<< Þ Pm <<< Þ kick Þ jika tak teratasi Þ semburan liar (blow out)   

b).  BJ <<< fluida formasi (kick) masuk lubang bor Þ  jika tidak teratasi Þ   semburan             liar   (blow out)     

      Berat jenis lumpur pemboran sangat besar pengaruhnya dalam mengontrol tekanan formasi, sebab dengan naiknya berat jenis lumpur maka tekanan lumpur akan naik pula.
                        D =  W/V
                        Dimana : D  = Berat jenis lumpur
                                         W = Berat lumpur
                                         V  = Volume lumpur
        Tekanan hidrostatik lumpur didefinisikan sebagai per satuan luas yang secara matematis dinyatakan sebagai berikut :
            Ph = 0.052 x h x D            Dimana : P  = Tekanan hidrostatik lumpur
                             D = Berat lumpur
                             A  = Luas penampang
                             h  = Tinggi kolom lumpur
                             D = Berat jenis

b. Viscositas            

     Tahanan fluida terhadap aliran atau keengganan fluida untuk mengalir.     Jenis viscositas :   —  

thick mud : lumpur berviscositas tinggi (kental)—      

thin mud :  lumpur berviscositas rendah (encer)— 

       Salah satu sifat lumpur yang menentukan daya tahan terhadap pergerakan, dimana     tahanan ini terjadi disebabkan oleh pergesekan antar partikel-partikel dari lubang bor.   

        Viskositas menyatakan kekentalan dari lumpur bor, dimana viskositas memegang    peranan dalam pengangkatan serbuk bor ke permukaan. Makin kental lumpur, maka    pengangkatan cutting kurang sempurna dan akan mengakibatkan cutting tertinggal    didalam lubang bor dan dapat mengakibatkan rangkaian pipa pemboran akan terjepit.    Akan tetapi bila lumpur pemboran mempunyai harga viskositas yang terlalu tinggi maka   dapat mengakibatkan permasalahan pemboran seperti loss circulation.

c. Gel strength—             

     Gel Strength adalah kemampuan fluida pemboran membentuk gel atau  padatan    karena gaya tarik menarik antara plat‑plat clay kalau didiamkan (kondisi statis).    Dasar filosofi Gel Strength :    Gel strength rendahakan mengakibatkan terendapkannya pasir/cutting saat sirkulasi    berhenti.    Gel strength tinggi akan  mempersukar usaha pompa untuk sirkulasi lagi—    Diwaktu lumpur bersirkulasi besaran yang berperan adalah viskositas, sedangkan diwaktu          sirkulasi berhenti yang memegang peranan adalah gel strength. Lumpur akan menjadi gel   saat   tidak ada sirkulasi. Hal ini disebabkan oleh gaya tarik menarik antara partikel-partikel padatan lumpur.

—                          Diwaktu lumpur berhenti bersirkulasi, lumpur harus mempunyai gel strength yang dapat menahan cutting dan material pemberat lumpur agar jangan turun, sehingga padatan tidak menumpuk dan mengendap di annulus, dan mencegah pipa terjepit. Akan tetapi jika gel strength terlalu tinggi akan menyebabkan terlalu tinggi akan menyebabkan terlalu berat kerja lumpur untuk memulai sirkulasi kembali. Walaupun pompa mempunyai daya yang kuat, pompa tidak boleh mempompakan lumpur dengan daya yang besar karena formasi bisa pecah.

d. Filtrasi dan Mud Cake—              

     Ketika terjadi kontak antara lumpur pemboran dengan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel melewatinya
—              Ketika terjadi kontak antara lumpur dan batuan porous, batuan tersebut akan bertindak sebagai saringan yang memungkinkan fluida dan partikel-partikel kcil melewatinya. Fluida yang hilang ke dalam batuan disebut filtrate, sedangkan lapisan partikel-partikel besar tertahan di permukaan batuan disebut mud cake.

e.  Sifat Lumpur pada tekanan dan temperatur tinggi.
            Pada umumnya temperatur yang tinggi dapat mengurangi efektivitas aditif yang ditambahkan kedalam lumpur sebagai pembentuk sifat-sifat lumpur.

f.  Sifat Pelumasan Lumpur dengan Metode Multi Torsi
            Sifat pelumasan lumpur adalah kemampuan lumpur untuk melumasi bagian alat-alat pemboran yang saling bergesekan pada saat pemboran berlangsung. Gesekan-gesekan yang mungkin terjadi pada saat opersi pemboran :q  Metal to metal : antara drilstring dan casing (cased hole)
q  Metal to mineral : antara drillstring dengan borehole wall, borehole solid atau dengan filter cake.
q  Mineral to mineral : terjadi ketika membor batuan dengan borehole wall .

g. pH Lumpur—  

pH dipakai untuk menentukan tingkat kebasaan dan keasaman dari lumpur bor. pH dari lumpur yang dipakai berkisar 8.5 – 12. Jadi lumpur bor yang digunakan adalah dalam suasana basa. Lumpur sebaiknya tidak terlalu basa karena akan menaikkan viskositas dan gel strength dari lumpur.

4. Filtration loss—              

Filtration loss adalah Kehilangan sebagian fasa cair (filtrat) lumpur ke dalam formasi permeable atau ke dalam formasi porous.—              Dasar filosofi Filtration loss :—              filtration loss terlalu tinggi akan buruk efeknya terhadap formasi (formation damage) maupun terhadap lumpurnya.

5. Jenis lumpur

Berdasar bahan dasarnya :—  

Fresh Water Muds            Jenis lumpur ini yang fasa cairnya air tawar dengan kadar garam kecil (kurang dari 10000 ppm = 1% berat garam)—  

Salt Water Muds  
            Jenis lumpur ini dengan bahan dasar garam untuk membor pada formasi garam massive/salt dome, atau lapisan formasi garam.—  

Oil Base Muds
            Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinyunya. Kadar air diatru rendah hanya berkisar 3 – 5 % volume. Karena filtratenya minyak, sehingga tidak akan menghidratkan shale atau clay yang sensitif baik pada formasi biasa ataupun formasi produktif.—  

Oil and Water Emulsion            

Jenis lumpur ini terdiri dari fasa yang tersebar sedangkan air merupakan fasa kontinyu. Air juga merupakan filtrate. Sebagai bahan dasar bisa digunakan baik fresh maupun salt water muds.

—  Gaseous Drilling Fluids  
            Lumpur ini bahan dasarnya adalah udara kering dan digunakan pada formasi kering/keras. Lumpur bias juga merupakan aerated drilling mud artinya pencampuran antara air dan udara/gas.

Pengukuran-pengukuran sifat-sifat fisik serta rheology lumpur

1.        Pengukuran SG           

 Alat : Mud Balance  
 Cara kerja :            Dilakukan kalibrasi terhadap mud balance dengan cara mengisi cup dengan air hingga   penuh kemudian ditutup dan dibersihkan bagian luarnya. Selanjutnya mud balance diletakkan pada kedudukan semula. Rider ditempatkan pada skala 8,33 ppg. Dilakukan pengecekan pada level glass bila tidak seimbang calibration screw diatur hingga seimbang.
            Suspensi lumpur dimasukkan ke dalam cup mud balance. Kemudian tutup dan lumpur yang menempel pada dinding bagian luar maupun tutup cup dibersihkan sampai bersih.    

2.         Pengukuran Marsh Funnel Viscosity           

 Alat : Marsh Funnel            

Cara kerja :—  Lumpur dimasukkan ke dalam corong (Marsh Funnel Viscosimeter) sebanyak 1500 cc dan ujung corong ditutup dengan jari.—  Stainless steel measuring cup disiapkan untuk menampung lumpur. Corong dibuka dan stowatch dinyalakan.—  Setelah volume lumpur didalam cup mencapai ketinggian tertentu matikan stopwatch, waktu yang terbaca dicatat sebagai viskositas dari lumpur. Satuannya adalah detik.

3.   Pengukuran Plastic Viscosity dan Yield Point

       Alat : Fann VG Meter

       Cara kerja :—  Tuangkan lumpur tadi ke dalam Cup Heat  agar kondisi lumpur  dalam temperatur 120⁰ F. Setelah temperatur pada termometer menunjukkan temperatur 120⁰ F.
—  Tarik switch yang menunjukkan R ₆₀₀ (high), lihat pada simpangan skala jarumnya menunjukkan nilai angka.
—  Selanjutnya tarik switch yang menunjukkan R₃₀₀ (low), lihat pada simpangan skala jarumnya menunjukkan nilai angka.
—  Mencatat hasil pengamatan, lalu mengolahnya dengan menggunakan rumus : 

                         PV = R₆₀₀ – R₃₀₀                          YP = R₃₀₀ - PV