cementing geothermal operation

7/23/2019 Cementing Geothermal Operation

http://slidepdf.com/reader/full/cementing-geothermal-operation 1/3

ISI

Teknologi pemboran sumur-sumur panas bumi banyak mengadopsi teknologi

pemboran sumur-sumur minyak dan gas. Kebanyakan sumur-sumur geothermal didesain

mengikuti pola dan prinsip sumur-sumur minyak dan gas. Sumur-sumur panas bumi biasanya

dibor dengan diameter lebih besar, lebih dalam dan ditujukan untuk waktu produksi lebih panjang daripada sumur minyak dan gas.

Meskipun dalam beberapa hal reservoir panas bumi tampak serupa dengan reservoir

minyak, namun kenyataannya terdapat cukup banyak perbedaan antara kedua sistem tersebut

yang tidak dapat diabaikan dalam pengembangan sumur panas bumi. Hal ini menyebabkan

pekerjaan-pekerjaan yang dilakukan di dunia panas bumi tidak seluruhnya sama dengan yang

dilakukan di sektor minyak dan gas. Maka dari itu, dibutuhkan analisis mengenai perbedaan

antara sumurpanas bumi dan sumur minyakgas. Tantangan utama dari pemboran sumur

panas bumi adalah berhubungan dengan batuan beku dan metamor! yang dihadapi yang tidak

dihadapi di sumur minyakgas, temperatur tinggi "gradient temperatur sumur minyakgas

sekitar #o$%&& !t sedangkan gradient temperatur sumur panas bumi berkisar antara %'o-

%(o$%&& !t), dan kebanyakan sumur yang tekanannya telah turun.

*alam pemboran panas bumi, seringkali dihadapi permasalahan yang berkaitan

dengan penyemenan. +asing harus disemen dan selama pemboran, sering terjadi permasalahn

lost circulation. perasi penyemenan adalah salah satu operasi yang paling penting dalam

operasi pemboran untuk menguatkan kedudukan casing. Salah sastu cara menghadapi ona

lost circulation, adalah menyemen daerah ona loss tersebut yang dapat memakan waktu

lama tergantung dari rentang kedalaman ona yang akan disemen. amun, saat ini untuk

!enomena loss yang sedikit, jarang dilakukan penyemenan, kecuali untuk ona total loss

circulation. /enyemenan casing yang baik dilakuakan dengan metode yang disebut inner-string cementing method yang dilakukan tepat sampai ona loss. 0ir yang dipompakan dari

permukaan menjaga agar ona loss circulation tetap terbuka sampai dilakukan operasi

s1ueee cementing, dengan memompakan cement slurry melalui annulus sampai ke ona

loss. 2aru-baru ini 3reverse3 cementing telah berhasil diterapkan untuk menangani ona lost

circulation, dimana semua semen dipompa melalui annulus, bukan dari drillstring

sebagaimana operasi penyemenan laimnya dilakukan. *i beberapa negara, 3!oam3 cement

telah digunakan untuk mengurangi densitas semen untuk mengurangi e!ek loss circulation

saat operasi penyemenan, dan juga ditambahkan lost circulation material, seperti serpihan

mika untuk menangani ona loss terebut. /enyemenan casing string yang sangat panjang

dilakukan secara bertahap "biasanya ' tahap, tergantung dari panjang casing), dengan peralatan yang dapat membuka port ke annulus untuk proses penyemenan tahap kedua setelah

dilakukannya tahap penyemenan pertama. /acker yang dapat dikembangkan ditempatkan

dibawah peralatan, dan sering digunakan pada sumur yang memiliki ona loss tinggi.

terkadang, liner yang digantung di sumur, disemen, dan dipakai sebagai pump chamber, atau

sebagai second section dari casing yang digantungkan sampai ke permukaan yang biasa

disebut 4tie-back casing string5.

Semen harus mampu bertahan pada lingkungan temperatur tinggi, sehingga

ditambahkan banyak at kimia pada campuran semen. Semen yang paling banyak digunakan

dalam pemboran geothermal, dan juga pemboran minyak dan gas adalah semen 0/6 kelas 7

dengan penambahan 8&9 silica !lour "ground 1uart, -('# mesh). Silica !lour memberikankekuatan pada semen untuk bertahan pada temperatur tinggi dan pada beberapa kasus, silica



!lour juga digunakan saat semen slag atau semen !ly ash digunakan pada proses pemboran.

/erusahaan service penyemenan sumur migas biasanya juga dilibatkan pada pelaksanaan

operasi penyemenan sumur geothermal. Mereka membawa campuran semen mereka sendiri

dan peralatan pemompaan serta material yang dibutuhkan untuk pekerjaan penyemenan ini.

:ntuk mengurangi biaya, beberapa kontraktor pengeboran melaksanakan operasi

penyemenan dengan peralatan mereka sendiri dan menggunakan semen lokal.

0diti! seperti temperature retarders, !luid loss, !riction reducer dan anti!oam,

seringkali digunakan berdasarkan waktu pemompaan yang dibutuhkan, yang merupakan

!ungsi dari suhu, ukuran pekerjaan, dan lainnya. *i 6celand, e;panded perlite "bahan vulkanik

yang mengembang seperti pop-corn bila dipanaskan dengan cepat) telah digunakan untuk

mengurangi densitas semen menjadi %.< gcm( dan di negara-negara lain glass

3microspheres3 atau 3!oaming3 slurry dengan injeksi gas atau udara juga sering digunakan.

Hal ini dilakukan untuk mengurangi tekanan collapse yang diberikan pada casing dari kolom

semen dan untuk mengurangi kemungkinan !luida !ormasi masuk ke !ormasi dan terjadinya

loss circulation. Semen pada sistem geothermal yang sering digunakan telah diajukan kepada ational 2ureau o! Standards "2S) untuk diuji dan diveri!ikasi. =enis semen tersebut tertera

di bawah ini>

Kelas 7 ? (#9 silika !lour ? #89 H'

Kelas 2 ? (#9 silika !lour ? #89 H'

Kelas = ? 889 H'

Kelas 7 ? (#9 silica !lour ? '9 bentonite ? @,#9 perlite ? %%A9 H'

Kelas 7 ? (#9 silica !lour ? %#9 diatomaceous earth? B%9 H' Kelas 7 ?

%&&9 silika !lour ? '9 sodium silikat e;tender ? %(A9 H'

/enambahan Cignosul!onate sebanyak &.'9 berat semen pada setiap suhu, membawa

pengaruh positi! pada semen. +ompressive strength cement naik seiring temperatur naik, dan

bila temperatur konstan, compressive strength semen pun cenderung untuk naik "Satiyawira

and $athaddin, '&%&). Semen !oamed adalah semen yang terbuat dari bubur semen "cement

slurry) konvensional 0/6 kelas 7, !oaming agents dan gas "biasanya nitrogen). Terdapat

gelembung-gelembung kecil "seringkali berukuran mikroskopik) dalam semen !oamed,

namun tidak saling terhubung "interconnected). Karena itu, semen !oamed memiliki berat

lebih ringan dibandingkan semen konvensional sehingga dapat mengurangi permasalahan

kehilangan sirkulasi "lost circulation) selama proses penyemenan tahap pertamaprimer "primary cementing). Semen !oamed mampu menahan tekanan dari sekliling sumur "well

bore) lebih baik daripada semen konvensional, karena ikatannya lebih kuat dan young

modulusnya lebih tinggi dibandingkan dengan semen konvensional. Kapasistas insulasi-yaitu

kemampuan menahan aliran panas dari sekeliling sumur-dari semen !oamed dua hingga

sepuluh kali lebih baik daripada semen konvensional. Semen yang biasa digunakan untuk

kedalaman dalam adalah semen kelas 7, 8&9 silica!lour dan microsilica, aditi! !luid loss,

retarderaccelerator "jika dibutuhkan). :ntuk menyemen ona dangkal "shallow), maka

digunakan accelerator calcium cloride, dan untuk ona dalam, digunakan syntetic li1uid

retarder. 2iaya "cost per barrel )semen !oamed sedikit lebih mahal daripada semen

konvensional, namun hasilnya lebih baik.



/rinsip dari pengaplikasian penyemenan sumur geothermal adalah untuk mensupport

casing sumur juga untuk melindungi dari panasnya uap yang dapat menyebabkan korosi

" temperature dapat mencapai ('& o+ ). Materi penyemenan tidak hanya harus memiliki

kestabilan temperatur hydrothermal yang tinggi, namun harus juga dapat memberi tahanan

terhadap lingkungan geothermal yang sangat berbahaya yang melibatkan kadar +' hingga

lebih dari 8&.&&& ppm. Salah satu hal yang patut diperhatikan dalam menghadapi proses

penyemenan sumur geothermal adalah rentannya semen yang mudah hancur jika terkena at

korosi! seperti +' dan H'S8. Sekali kerusakan pada proses penyemenan disekitar sumur

casing diketahui maka harus segera di perbaiki secepat mungkin untuk menghindari hancur

dan runtuhnya sumur tersebut karena rekahan atau !racture.

/emompaan dan sirkulasi semen yang sering digunakan pada sumur geothermal

adalah semen slurry dengan densitas %,B sampai ',& gcc. dikarenakan terdapat resiko yang

perlu diperhatikan yang disebabkan oleh mudah terjadinya rekahan pada !ondasi !ormasi

yang dikarenakan oleh tingginya tekanan tenaga hydrostatic untuk mensirkulasi semen slurry

yang tinggi densitasnya yang dapat menyebabkan hilangnya sirkulasi. leh karenanya penggunaan semen slurry dengan densitas kecil sangat diperlukan untuk mengurangi tekanan

hydrostatic tersebut.

Saat sumur geothermal diproduksikan dengan superheated steam and !luid, terdapat

dua !aktor yang sering terjadi yaitu guncangan panas dari lapisan semen yang berkontak

langsung dengan pipa dipermukaan dan ekspansi panas dari pipa " memuai ) menyebabkan

terjadi retakan karena tegangan yang besar. Hal tersebut dapat di antisipasi dengan

pengikatan durabilitas dari semen untuk dapat melekat dan mengeras dengan cepat membuat

integritas semen melindungi pipa casing dari superheat-cold !atigue cycle yang berulang-

ulang terjadi.

/enyemenan pada umumnya dilakukan dengan memompa semen slurry kebawah

permukaan antara casing dengan annulus. di sumur geothermal teknik yang sering digunakan

dalam penyemenan dibagi kedalam metode berikut ini>

%. single stage cementing

'. inner string cementing

(. reverse circulation cementing

8. two stage cementing

Dang sering digunakan dalam penyemenan sumur geothermal adalah reverse circulation

cementing karena pada sumur geothermal sering terjadi lost circulation. Metode ini meliputi

pemompaan semen slurry kebawah annulus, menggantikan !luida pemboran kembali melalui

casing dengan semen slurry yang diarahkan membalik " opposite ). Eeverse circulation ini

membuat jangkauan yang besar dari semen slurry tersebut sehingga semen yang lebih berat

dapat di tempatkan diatas bagian annulus. Hal tersebut memberikan keuntungan untuk

mengurangi tekanan hidrolik dan tekanan dari !luida itu sendiri, mampu memperpendek

waktu pengerasan semen slurry pada saat tidak digunakannya retarder, juga memperpendek

waktu untuk pengerjaan karena tidak adanya pemindahan lumpur yang dilakukan.

cementing geothermal operation

Documents