MODUL CTU – TRANSLATE FROM JET MODUL SCHLUMBERGER

1. INTRODUCTION TO COIL TUBING

Secara operasional, coil tubing (CT) intervensi, dimana CT string di-run(memasukkan)/retrive(menarik) ke dalam sumur minyak atau gas yang masih hidup (tanpa perlu kill well) dan tanpa mengganggu peralatan komplesi sumur (tubing produksi,packer,dll) yang sudah ada sebelumnya. CT string adalah tubing berbahan baja dengan campuran karbon serta bersifat elastis sehingga dapat digulung (spool atau coiled) pada reel. Reel adalah bagian dari coil tubing unit (CTU).

Di permukaan, pada akhir dari Ct string terkoneksi pada high-pressure swivel joint pada reel sub sehingga fluida dapat dipompa melalui string secara terus menerus jika dibutuhkan.

CT string di-run dan retrive dari lubang sumur (wellbore) dengan menggunakan injector head. Injector head ini terkontrol secara hidrolik dari CT cabin yang dioperasikan oleh CT operator. Sistem hidrolik memberikan operator sebuah kontrol tingkat tinggi atas posisi dan pergerakan CT string.

Gambar. Komponen utama Coil Tubing Unit (CTU)

Stripper assembly dipasang (mounted) dibawah injector head. Assembly ini memberikan sebuah penyekat dinamis disekitar tubing string, yang bermakna bahwa CT string dapat di-run dan di-retrieve pada sumur-sumur yang masih berproduksi (hidup).

Blow out preventer (BOP) assembly dipasang diantara stripper dan kepala sumur (well head). BOP ini berfungsi sebagai pengontrol tekanan tingkat dua (secondary well control equipment). BOP adalah semburan liar yang terjadi akibat tidak terkendalinya “kick”. Kick terjadi akibat tekanan hidrostatik dalam sumur lebih kecil daripada tekanan formasi. Umumnya kick ini terjadi akibat faktor geologi seperti gas pocket (terdapat lensa batu pasir yang mengandung gas

dimana lensa batu pasir ini berada pada formasi batuan yang kaya akan batuan lunak (serpih ataupun lempung).

CTU dioperasikan dari control cabin yang didisain sebagai kontrol utama dan stasiun monitor untuk fungsi – fungsi utama dari CTU dan peralatan tambahaan lainnya (supporting equipment: pompa,dll).

a. Mengapa CTU berkembang ??

CT berkembang untuk mengerjakan remedial work (perawatan sumur - secondary cementing, fill removal, dll) pada lubang sumur yang masih berproduksi.

Gambar 2-2 menunjukkan unit alat Bowen saat rig-up pada well head. Untuk melakukan pekerjaan perbaikan, tiga elemen kunci yang diperlukan:

- Sebuah saluran (conduit) kontinyu yang dapat dimasukkan (inserted) ke dalam sumur dan memungkinkan pengangkutan cairan:

- Sebuah saluran kontinyu yang dapat dimasukkan ke dalam sumur dan memungkinkan pengangkutan fluida

- Sebuah cara memasukkan dan menarik string dari sumur di bawah tekanan

- Sebuah perangkat yang mampu menyediakan segel dinamis selama operasi apapun.

Yang pertama berfungsi penuh Unit tabung melingkar (CTU) dikembangkan di California (1962) oleh

Bowen Alat Perusahaan untuk membersihkan pasir di sumur di Gulf Coast. Gambar 2-3 menunjukkan

evolusi CT.

Figure 2-3. CT Evolution

b. Mengapa mengunakan CTU ??

Para pesaing langsung untuk jasa CTU adalah snubbing unit dan rig-rig workover yang kecil. Masing – masing teknik memiliki kelebihan tersendiri tergantung pada pekerjaan dan kondisi operasi tertentu. Bagian berikut menjelaskan keuntungan dari operasi CT atas unit snubbing dan workover rig :

- Intervensi sumur hidup (masih beproduksi/aktif)

Intervensi pengerjaan ulang (workover) merupakan perawatan utama atau penanganan (treatment) dari sebuah sumur minyak dan gas. Dalam banyak kasus, sebuah pekerjaan ulang (workover) membutuhkan pengeluaran (penarikan) dan penggantian tubing produksi setelah sumur telah dimatikan sementara waktu (kill well) dan rig ditempatkan pada lokasi.

Operasi CT, bagaimanapun, dapat di-run melaui tubing produksi ataupun casing yang telah ada sebelumnya, yang mana produksi minyak dan gas masih berlangsung. Peralatan kendali tekanan (pressure control equipment) digunakan pada setiap operasi CT sehingga pengerjaan ulang sumur dapat terselesaikan dengan aman (safety) pada sumur aktif (masih berproduksi).

Kemampuan untuk mengerjakan sebuah intervensi sumur tanpa perlu mematikan sumur dan menarik tubing produksi bisa menghemat waktu dan uang klien serta menghindari kerusakan pada formasi batuan.

- Sirkulasi secara berkesinambungan (continous circulation)

Coil tubing reel di lengkapi (equipped) dengan sebuah swivel (pemutar)dan pemipaan (piping), yang memungkinkan fluida dapat dipompakan melalui tubing pada reel yang sedang/masih berputar.

CT memungkinkan terjadinya sirkulasi secara terus-menerus/kontinyu saat menjalankan operasi RIH (run in hole) dan penarikan tubing (POOH – pull out of hole) karena tubingnya bersifat kontinyu (tidak bersambung-sambung layaknya pipa biasa). Dengan meggunakan rig workover konvensioanal atau unit snubbing, sirkulasi harus dihentikan untuk mengeluarkan masing-masing piapa yang masih berdiri.

Kemampuan untuk sirkulasi secara terus menerus atau membawa sebuah penanganan sumur (well treatment) memberikan kontrol sumur lebih baik yang merupakn salah satu alasan utama mengapa CT diisukan untuk intervensi sumur yang masih aktif.

c. Mobilisasi dan Rig-up Cepat (rapid)

Karena semua komponen dari rig CT adalah modular dan mobile (yaitu, skid atau truck-mounted) sehingga peralatannya dapat dipindahkan dari lokasi satu ke lokasi lainnya secara mudah. Unit CT dapat di rig-up lebih cepat dibandingkan rig konvensional kebayakan. (Figure 2-4)

Figure 2-4. CT Express

d. Dampak Lingkungan

Pijakan (footprint) unit CT biasanya lebih kecil dibandingkan dengan rig workover. Hal ini menyebabkan berkurangnya kerusakan lingkungan dari unit yang telah di-setup. Selain itu, karena

unit CT dan sistem sirkulasinya berdiri sendiri, setiap spill fliuds juga terkandung didalamnya, sehingga melidungi lingkungan.

e. waktu trip (tripping time)

Karena Ct string tidak terputus/ kontinyu, maka stringnya dapat di-run kedalam sumur dan ditarik keluar secara cepat. Tubing konvensional terdiri dari individual tubing joint dengan konektor pada masing-masing ujungnya. Konektor – konektor ini dapat dipuntir (screwed) bersamaan dengan run in hole dan pelepasan (unscrewed) bersaaman dengan POOH (pull out of hole).

Memasang dan melepas sebuah tubing string tidak hanya membutuhkan waktu tetapi dapat juga menimbulkan kecelakaan pada rig pengeboran dan workover. Hemat waktu yang lebih banyak dan meningkatnya keamanan operasi pada CT yang sedang berjalan merupakan salah satu keuntungan terbesar dari operasi CTU.

f. Handling pipa (penanganan pipa)

Penanganan pipa mengacu pada pembawaan pipa (pick up pipe), meletakkan pipa (laying down) dan perawatan pipa. Penanganan dari satu reel pipa biasanya membutuhkan sedikit tenaga dan sumberdaya manusia dibandingkan dengan penanganan pipa panjang-sambungan yang banyak.

g. Tingkat kru

Operasi CT membutuhkan sedikit personil dibandingkan dengan rig pengeboran konvensional. Unit CT terbaru seperti CTX dan CT SEAS coil tubing, lebih aman dan efisien dimana merupakan solusi otomatis dalam mengurangi jumlah personil yang dibutuhkan bahkan lebih jauh dengan meningkatkan efisiensi.

h. Biaya

CT secara umum lebih murah dibandingkan dengan menggunakan sebuah rig pengeboran konvensional untuk mengerjakan well services karena berkurangnya waktu dan personel. Tetapi, dalam masing – masing kasus, klien membuat evaluasi ekonomis antara semua pilihan intervensi (misal wireline, slickline, snubbing atau rig workover).

- Sejarah dari manufaktur CT

Paduan logam baja karbon rendah digunakan untuk memproduksi Ct string. Perpaduan ini berasal dalam berbagai kuat tekan (yield strengths) material. Yield strength biasanya diberikan dalam pound per square inch (psi) dan mengindikasikan kapasitas beban yang dapat ditanggung dari material. Material yang sering digunakan yaitu : 70.000, 80.000, 90.000 dan 100.000 psi.

Awalnya utbing kontinyu terbatas pada diameter kecil dan panjang string yang pendek (76 m [250 ft]), karena terbatasnya manufacturing. String – string pendek dikombinasikan dengan menggunakan butt welds untuk membuat string lebih panjang. Banyak butt welds menghasilkan kegagalan string. Saat ini, meningkatnya teknik welding (pengelasan) memungkinkan CT string untuk digerus secara kontinyu tanpa perlu mengelas butt welds.

- Konfigurasi ketebalan dinding (wall)

CT string yang nontapered hanya memiliki satu ketebalan dinding. Untuk memproduksi nontapered string, beberapa bagian dari CT dengan ketebalan dinding yang sama dilas secara bersamaan. String ini memiliki diameter luar (OD=outer diameter), diameter dalam (ID=inner diameter) dan ketebalan yang sama atas keseluruhan panjangnya. Untuk tapered string, beberpa bagian CT dengan ketebalan dinding berbeda dilas (welded) bersama-sama (fig.2-5). Hasilnya adalah sebuah string CT dengan bervariasi pada diameter dalam dan ketebalan dinding. Diamter luar tetap atas keseluruhan panjang dari string.

Figure 2-5. Tapered CT String

Tapered string sanagat umum dan biasanya dibutuhkan untuk memungkinkan akses aman kedalam lubang sumur lebih dalam sekitar 3.500 m [11.483 ft]. Ketebalan dinding yang lebih berat di permukaan mendukung berat dari string CT di dalam sumur ditambah gaya tarik pada akhir lubang (contohnya : selama operasi “fishing”).

- Gambaran applikasi Coil Tubing

Aplikasi CT dapat dipecah menjadi 3 kategori utama: fluid conveyance, tools conveyance dan CT completion.

2. CT Fluid Conveyance

CT digunakan untuk mengangkut/membawa fluida kedalam sumur baik untuk sirkulasi fluida (fig.3-1) atau menginjeksi fluida kedalam reservoar (fig.3-2).

Figure 3-1. Nitrogen Circulated to Lift the Well (sirkulasi nitrogen untuk mengakat fluida)

Figure 3-2. Stimulation Treatment (penanganan stimulasi)

Operasi pengangkutan fluida CT utama diantaranya adalah nitrogen kickoff, fill removal (cleanout), cement palcement, stimulation : matrix acidizing, stimulation : hydraulic fracturing and Coil Frac stimulation through coil tubing. Aplikasi ini akan dijabarkan dibawah ini.

a. Nitrogen kickoff

Setelah dilakukan operasi pengeboran dan workover pada suatu sumur, sumur tersebut biasanya “mati”, yang bermaksud tidak mengalirkan minyak/gas. Hal ini dikarenakan kolom fluida tersisa didalam lubang sumur memberikan tekanan hidrostatik yang lebih besar dari tekanan formasi. Tekanan ini mencegah mengalirnya fluida formasi.

Sirkulasi Nitrogen (N2) melalui CT adalah metode yang paling umum pada permulaan produksi. Hal ini sering disebut dengan kickoff or lift (fig. 3-3). Metode ini merupakan salah satu aplikasi yang paling umu dari CT.

Figure 3-3. Nitrogen Lift/kickoff

Teknik nya relatif sederhana. String CT di-run/dimasukkan kedalam sumur dan gas nitrogen disirkulasikan melalui string kedalam kolom fluida didalam sumur. Gas ini mengurangi tekanan hidrostatik dari kolom. Ketika tekanan ini berkurang dibawah tekanan reservoar,maka sumur memulai untuk mengalirkan fluida. Pada beberapa kasus, sumur dapat di kickoff dengan cara mensirkulasikan fluida ringan seperti diesel, bukan gas nitogen.