perhitungan material slurry pada penyemenan casing 958 sumur #h03 lapangan y

PERHITUNGAN KEBUTUHAN MATERIAL SLURRY

PADA PENYEMENAN CASING 9 5 8 "

SUMUR #H-03 LAPANGAN Y

TUGAS AKHIR

IMAN TAUFIK DARAJAT

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK PERMINYAKAN DAN GAS BUMI

JURUSAN TEKNIK

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PAPUA

2014

i

PERHITUNGAN KEBUTUHAN MATERIAL SLURRY

PADA PENYEMENAN CASING 9 5 8 "

SUMUR #H-03 LAPANGAN Y

IMAN TAUFIK DARAJAT

Tugas Akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Ahli Madya Teknik dari Universitas Negeri Papua

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK PERMINYAKAN DAN GAS BUMI

JURUSAN TEKNIK

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PAPUA

2014

ii

ABSTRAK

Iman Taufik Darajat. Perhitungan Kebutuhan Material Slurry Pada

Penyemenan Casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y. Dibimbing oleh

Agustinus Denny Unggul Raharjo, ST., MOGE dan Petra Steven Wattimury, ST.

Penyemenan merupakan faktor yang paling penting dalam operasi

pemboran sehingga dapat mereduksi kemungkinan-kemungkinan permasalahan

secara mekanis sewaktu melakukan pemboran pada trayek selanjutnya.

Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran (mixing)

dan pendesakan (displacement) bubur semen (slurry) melalui casing sehingga

mengalir ke atas melewati annulus di belakang casing sehingga casing terikat ke

formasi.

Perhitungan kebutuhan material slurry bertujuan untuk menghitung berapa

banyak material yang dibutuhkan dalam sebuah proyek penyemenan. Dimana

material penyemenan terdiri dari semen, air, dan additive.

Dari hasil perhitungan, didapatkan total volume slurry yang dibutuhkan

adalah 526,83 cuft atau 93,84 bbl. Dimana slurry dibagi menjadi dua bagian yaitu

322,78 cuft atau 57,49 bbl untuk lead slurry, dan 204,05 cuft atau 36,34 bbl untuk

tail slurry. Material penyemenan yang dibutuhkan untuk lead slurry adalah semen

sebanyak 184 sack. Sedangkan air yang dibutuhkan sebanyak 39,9 bbl. Dan

additive yang dibutuhkan adalah 259,4 lb BAA-11 (accelerator); 55,2 gal BAE-

15L (extender); dan 5,5 gal BAF-26L (anti foam). Sedangkan Material

penyemenan yang dibutuhkan untuk tail slurry adalah semen sebanyak 176 sack.

Sedangkan air yang dibutuhkan sebanyak 18,6 bbl. Dan additive yang dibutuhkan

adalah 165,4 lb BAA-11 (accelerator); 26,4 gal BAD-14L (dispersant); 70,4 gal

BAL-22L (fluid loss control); dan 5,3 gal BAF-26L (anti foam). Dan Total

displacement volume yang dibutuhkan untuk mendorong semen slurry adalah

sebanyak 403,9 cuft atau 71,9 bbl lumpur.

Kata Kunci : Perhitungan penyemenan, Casing 9 5 8 ", Material slurry.

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Perhitungan Kebutuhan Material Slurry Pada Penyemenan

Casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y

Nama : Iman Taufik Darajat

NIM : 2011 41 004

Jurusan : Teknik

Program Studi : D3 Perminyakan dan Gas Bumi

Disetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Agustinus D. U. Raharjo, ST., MOGE Petra Steven Wattimury, ST.

Mengetahui,

Lakhar Ketua Jurusan Teknik Dekan Fakultas MIPA

Yulius G. Pangkung, ST., M.Eng Dr. Ir. Ishak Semuel Erari, M.Si

Tanggal lulus : 16 Juli 2014

iv

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Manokwari, pada tanggal 6 Oktober 1993 sebagai

anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Wawan Darmawan dan

Ibu Nani Yuliani.

Penulis mengawali pendidikan formalnya di SD Negeri 1 Rancaloa Kota

Bandung pada tahun 1999 dan tamat pada tahun 2005, kemudian pada tahun yang

sama penulis melanjutkan pendidikan pada di SMP Negeri 34 Kota Bandung dan

lulus pada tahun 2008. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di SMK

Negeri 6 Kota Bandung pada tahun 2008 dan pindah ke SMK Negeri 2

Manokwari pada tahun kedua hingga lulus pada tahun 2011.

Selanjutnya pada tahun 2011 penulis diterima sebagai Mahasiswa D3

Perminyakan dan Gas Bumi, Jurusan Teknik, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Papua.

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir dengan judul Perhitungan Kebutuhan Material Slurry Pada

Penyemenan Casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y.

Tugas Akhir ini disusun untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir

pada program studi D3 Perminyakan dan Gas Bumi Jurusan Teknik Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Papua, serta untuk

memperoleh gelar Ahli Madya Teknik dari Universitas Negeri Papua.

Pada kesempatan ini penulis memberikan ucapan terima kasih sebanyak

banyaknya kepada beberapa pihak yang telah membantu selama proses penulisan

tugas akhir ini, diantaranya Bapak Nur Prasetyo Ponco Nugroho ST., M.Eng

selaku Ketua Program Studi D3 Perminyakan dan Gas Bumi, Bapak Agustinus

Denny Unggul Raharjo ST., MOGE dan Bapak Petra Steven Wattimury selaku

Dosen Pembimbing dan Staf Dosen pada Program Studi D3 Perminyakan dan Gas

Bumi, teman teman seperjuangan D3 Teknik Perminyakan dan Gas Bumi,

kedua orang tua yang telah menyayangi dan telah menyadarkan penulis

bagaimana arti hidup ini, serta keluarga besar Panghegar yang telah memberikan

dukungan baik moril maupun materil.

Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari nilai

kesempurnaan, karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat

diharapkan oleh penulis.

Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat baik bagi

penulis pribadi, bagi Mahasiswa D3 Teknik Perminyakan dan Gas Bumi maupun

Mahasiswa Universitas Negeri Papua, dan bagi siapapun yang membacanya.

Manokwari, Juli 2014

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

ABSTRAK ................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iii

RIWAYAT HIDUP ..................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ................................................................................. v

DAFTAR ISI ................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................ x

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xi

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN .................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Maksud dan Tujuan ........................................................................... 2

1.3 Batasan Penulisan .............................................................................. 2

1.4 Metode Penelitian .............................................................................. 2

1.5 Sistematika Penulisan ........................................................................ 2

1.6 Keadaan Umum Lapangan ................................................................. 3

1.6.1 Sejarah Lapangan ....................................................................... 3

1.6.2 Letak Geografis .......................................................................... 3

1.6.3 Geologi Daerah Sangatta ............................................................ 4

1.6.4 Stratigrafi dan Sedimentasi ........................................................ 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 9

2.1 Penyemenan ...................................................................................... 9

2.2 Jenis Penyemenan ............................................................................. 10

2.2.1 Primary Cementing .................................................................... 10

2.2.2 Secondary Cementing ................................................................. 11

vii

2.3 Klasifikasi Semen .............................................................................. 11

2.4 Sifat Sifat Semen ............................................................................ 13

2.4.1 Densitas ...................................................................................... 13

2.4.2 Thickening Time dan Viskositas ................................................. 14

2.4.3 Water Cement Ratio ................................................................... 15

2.4.4 Waiting On Cement .................................................................... 16

2.4.5 Compressive Strength dan Shear Strength ................................. 16

2.4.6 Filtration Loss ............................................................................ 17

2.4.7 Permeabilitas Semen .................................................................. 18

2.5 Additive Semen .................................................................................. 19

2.5.1 Accelerator ................................................................................. 20

2.5.2 Retarder ...................................................................................... 20

2.5.3 Extender ...................................................................................... 20

2.5.4 Weighting Agent ......................................................................... 21

2.5.5 Lost Circulation Material ........................................................... 21

2.5.6 Dispersant .................................................................................. 21

2.5.7 Fluid Loss Control Agent ........................................................... 21

2.5.8 Special Additive .......................................................................... 21

2.6 Peralatan Penyemenan ...................................................................... 22

2.6.1 Peralatan Atas Permukaan .......................................................... 22

2.6.2 Peralatan Bawah Permukaan ...................................................... 24

2.7 Proses Penyemenan Pada Primary Cementing ................................. 28

2.7.1 Perkinss Cementing System ...................................................... 28

2.7.2 Poorboys Cementing System ..................................................... 29

2.7.3 Stage Cementing System ............................................................. 30

2.8 Perhitungan Pada Penyemenan ......................................................... 32

2.8.1 Volume Slurry ........................................................................... 32

2.8.2 Volume Absolute ........................................................................ 33

2.8.3 Densitas dan Yield Semen .......................................................... 34

2.8.4 Sacks Of Cement ......................................................................... 34

2.8.5 Mix Water Required ................................................................... 34

viii

2.8.6 Material Required (Additive) ..................................................... 35

2.8.7 Displacement Volume ................................................................. 35

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 36

3.1 Hasil .................................................................................................. 36

3.1.1 Data Sumur #H-03 .............................................................. 36

3.1.2 Data Densitas dan Yield Semen Slurry .................................... 37

3.1.3 Data Material Semen ............................................................... 37

3.1.4 Diagram Sumur #H-03 ......................................................... 38

3.1.5 Penentuan Panjang Ruang Yang Akan Disemen ..................... 39

3.1.6 Perhitungan Volume Slurry ..................................................... 39

3.1.7 PerhitunganVolume Absolute ................................................... 41

3.1.8 Perhitungan Densitas dan Yield Semen ................................... 44

3.1.9 Perhitungan Sacks Of Cement .................................................. 44

3.1.10 Perhitungan Mix Water Required ............................................ 45

3.1.11 Perhitungan Material Required (Additive) .............................. 45

3.1.12 Perhitungan Displacement Volume .......................................... 46

3.2 Pembahasan ........................................................................................ 47

BAB IV PENUTUP ..................................................................................... 52

4.1 Kesimpulan ....................................................................................... 52

4.2 Saran .................................................................................................. 52

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 53

LAMPIRAN ................................................................................................. 55

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Tapal Batas Kegiatan PT Pertamina EP Sangatta Field ............. 4

Gambar 1.2 Pembagian Risk Eksplorasi dan Batas WKP ............................ 4

Gambar 1.3 Cekungan di Kalimantan ........................................................... 5

Gambar 2.1 Skema Penyemenan ................................................................... 9

Gambar 2.2 Gambaran Tujuan Primary Cementing ..................................... 10

Gambar 2.3 Cementing Unit ......................................................................... 23

Gambar 2.4 Flow Line ................................................................................... 24

Gambar 2.5 Cementing Head ........................................................................ 24

Gambar 2.6 Casing ........................................................................................ 25

Gambar 2.7 Top and Bottom Plug ................................................................. 25

Gambar 2.8 Float Shoe ................................................................................. 26

Gambar 2.9 Float Collar ............................................................................... 26

Gambar 2.10 Centralizer ............................................................................... 27

Gambar 2.11 Scratcher ................................................................................. 27

Gambar 2.12 Stage Collar.............................................................................. 28

Gambar 3.1 Diagram Casing Sumur #H-03 ............................................... 38

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Klasifikasi Semen Berdasarkan API ........................................... 13

Tabel 3.1 Data Penyemenan Casing 9 58 " Sumur #H-03 ...................... 36

Tabel 3.2 Densitas dan Yield Cement Slurry Sumur #H-03.................... 37

Tabel 3.3 Material Penyemenan Sumur #H-03 ....................................... 37

Tabel 3.4 Volume Slurry Penyemenan Sumur #H-03 ............................. 48

Tabel 3.5 Total Additive Penyemenan Sumur #H-03.............................. 50

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran Cementing Proposal For 9 5 8 " Casing ..................................... 55

xii

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

Istilah/Singkatan Keterangan Pertama Kali

Digunakan

Pada Halaman

Additive Zat tambahan untuk mendapatkan sifat

sifat semen yang diinginkan 12

Annulus Ruang antara dua tubular yang berbeda

ukuran 1

API American Petroleum Institute, standar

pada dunia perminyakan dan gas bumi 11

Blow out

Kick yang tidak dapat dikendalikan

sehingga terjadi semburan liar ke

permukaan

21

Bumping pressure Naiknya tekanan karena aliran fluida

ditutup 29

BWOC By Weight On Cement 35

Caliper log Metode untuk mengukur diameter

lubang bor 32

Casing Pipa selubung sebagai pelindung

lubang bor 1

Cutting Serpihan dari lubang bor 28

Deepening Memperdalam lubang bor 48

Excess Tambahan bubur semen karena safety

factor 32

Exist Casing Casing yang akan disemen 32

Filtrat Fasa cair dari suatu fluida 17

xiii

Flash-set Bubur semen kekurangan air akibat

banyaknya filtrat yang hilang 17

Formasi abnormal Formasi yang memiliki tekanan lain

dari biasanya 10

HSR High Sulphate Resistance 11

Lead slurry Bubur semen yang berada di depan

tail slurry 37

MSR Moderated Sulphate Resistance 11

Mud cake Sisa sisa dari lumpur pemboran yang

menempel di dinding formasi 27

Open hole Dinding lubang bor yang tidak atau

belum disemen 32

Perforated Completion

Komplesi sumur dengan cara

perforasi/membuat lubang pada casing

di zona produktif

10

Previous casing Casing yang sudah disemen pada

trayek sebelumnya 32

Safety factor Faktor keamanan dalam melaksanakan

suatu pekerjaan 15

SG Specific Gravity 37

Slurry Bubur atau suspensi semen 1

Spacer Fluida yang berfungsi membatasi

lumpur dan bubur semen 29

Strength Kekuatan semen untuk menahan

tekanan 16

Tail slurry Bubur semen yang berada di belakang

lead slurry 37

xiv

Top of cement Puncak dari penyemenan 36

Top of tail Puncak dari tail slurry 36

Valve Katup yang berfungsi membuka atau

menutup aliran fluida 25

Viskositas Ketahanan suatu fluida terhadap aliran 14

Yield Semen

Nilai yang menunjukkan jumlah

volume slurry dengan komposisi

tertentu yang dapat dihasilkan dari tiap

sak semen

34

Zona produktif Zona yang terdapat fluida produksi 10

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penyemenan merupakan salah satu faktor terpenting dalam suatu proses

pemboran. Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran

(mixing) dan pendesakan (displacement) bubur semen (slurry) melalui casing

sehingga mengalir ke atas melewati annulus di belakang casing sehingga casing

terikat ke formasi. Pada umumnya penyemenan bertujuan untuk melekatkan

casing pada dinding lubang bor, melindungi casing dari masalah-masalah mekanis

sewaktu pemboran berlangsung, melindungi casing dari fluida formasi yang

bersifat korosif dan untuk memisahkan zona yang lain di belakang casing.

Penyemenan merupakan faktor yang paling penting dalam operasi pemboran

sehingga dapat mereduksi kemungkinan-kemungkinan permasalahan secara

mekanis sewaktu melakukan pemboran pada trayek selanjutnya.

Menurut alasan dan tujuannya, penyemenan dapat dibagi menjadi dua

yaitu: Primary cementing (penyemenan utama) dan secondary cementing

(penyemenan yang kedua atau perbaikan). Primary cementing adalah proses

penyemenan yang dilakukan pertama kali setelah casing diturunkan ke dalam

lubang bor. Sedangkan secondary cementing adalah penyemenan yang dilakukan

dikarenakan tidak sempurnanya penyemenan pertama (gagal). Selain itu,

secondary cementing juga dilakukan jika ingin menutup zona perforasi yang tidak

lagi digunakan, menutup kebocoran casing dan menutup sumur yang sudah akan

ditinggalkan.

Pada proses penyemenan, harus dilakukan perhitungan terlebih dahulu

terhadap volume dan materialnya sebelum memompakan slurry ke dalam sumur,

dimana perhitungan tersebut harus dilakukan secara tepat guna mendapatkan hasil

penyemenan yang baik. Maka dari itu penulis bermaksud untuk membahas

bagaimana proses perhitungan material kebutuhan slurry pada penyemenan casing

9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y.

2

1.2 Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk

menghitung material slurry yang akan dibutuhkan pada penyemenan casing

9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y, dan untuk memahami bagaimana proses

perhitungan volume dan material slurry yang dibutuhkan pada suatu penyemenan

program primary cementing khususnya casing 9 5 8 ".

1.3 Batasan Penulisan

Dalam Penulisan Tugas Akhir ini penulis hanya akan melakukan

perhitungan material slurry dengan menghitung berapa banyak volume dan

material slurry yang dibutuhkan untuk melakukan penyemenan casing 9 5 8 "

Sumur #H-03 Lapangan Y.

1.4 Metode Penelitian

Metode yang dipakai penulis adalah dengan metode studi pustaka dengan

mengolah data lapangan.

1.5 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan Tugas Akhir ini terdapat empat bab dengan perincian

sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan, dalam bab ini akan diberikan suatu gambaran

mengenai latar belakang yang mendasari, batasan terhadap ruang lingkup

dan tujuan yang akan dicapai serta dilanjutkan dengan keadaan umum

lapangan.

Bab II Tinjauan Pustaka, dalam bab ini akan diberikan pengetahuan

umum dan penjelasan mengenai penyemenan.

Bab III Hasil dan Pembahasan, dalam bab ini terdapat sub-bab hasil yang

akan menjelaskan proses perhitungan dan sub-bab pembahasan yang akan

menjelaskan hasil dari perhitungan.

3

Bab IV Kesimpulan, dalam bab ini akan berisi kesimpulan dari semua

pembahasan dan perhitungan yang dijelaskan sebelumnya.

1.6 Keadaan Umum Lapangan

1.6.1 Sejarah Lapangan

Kegiatan eksplorasi dan eksploitasi migas di Sangatta, dimulai pada tahun

1902 oleh ilmuan geologi Belanda, Muller dan Ulrich yang menemukan daerah

yang berpotensi terhadap minyak bumi di daerah Sangatta Kalimantan Timur.

Tahun 1936, BPM melakukan penyelidikan gravitasi terhadap daerah Sangatta.

Pada tahun 1939, sumur ST-1 mulai dibor sebagai sumur eksplorasi (1384

m) dan berhasil menemukan cadangan minyak dan gas. Namun kegiatan

eksplorasi migas di daerah Sangatta sempat terhenti karena terjadi Perang Dunia

II. Tahun 1949, kegiatan eksplorasi dan eksploitasi dilanjutkan kembali namun

dihentikan karena tidak ekonomis.

Tahun 1970, PERTAMINA kembali melakukan kaji ulang dengan

melakukan penyelidikan geologi dan seismik di area operasi Sangatta. Di tahun

1972, PERTAMINA merehabilitasi 6 sumur bekas BPM dan dilanjutkan kembali

dengan pemboran pengembangan tahun 1973.

Produksi komersil di Sangatta Field dimulai pada tahun 1976 sebesar 5304

BOPD dan mencapai puncaknya pada tahun 1979 dengan produksi 9125 BOPD.

Rata-rata produksi di Sangatta Field pada bulan Juni tahun 2007 adalah sebesar

2150 BOPD.

1.6.2 Letak Geografis

Daerah operasi PT. Pertamina EP Region KTI Sangatta Field terletak pada

lapangan minyak Sangatta dan termasuk dalam Cekungan Kutai. Secara geografis

terletak pada garis LU 025027 dan garis BT 11728-11730 atau terletak

kurang lebih 300 km sebelah timur laut Balikpapan. Dengan luas Wilayah Kerja

Pertambangan Sangatta Bungalun sekitar 6.967 km2 dan Sangatta sekitar 17

km2.

4

Gambar 1.1 Tapal Batas Kegiatan

PT. Pertamina EP Region KTI Sangatta Field

(Data PT. Pertamina EP Region KTI Sangatta Field, 2006)

Gambar 1.2 Pembagian Risk Eksplorasi dan Batas WKP


1.6.3 Geologi Daerah Sangatta

Daerah Sangatta terletak di antara Delta Mahakam dan Tinggian

Mangkalihat Peninsula serta termasuk dalam Cekungan Kutai bagian utara.

Berdasarkan hasil analisa Formasi Balikpapan di Lapangan Sangatta disimpulkan

bahwa sistem delta di Sangatta adalah merupakan perkembangan delta tersendiri

5

yang berkembang di bagian utara Cekungan Kutai dan terpisah dari Delta

Mahakam purba di bagian selatan.

Gambar 1.3 Cekungan di Kalimantan


Sistem delta yang berada di Sangatta ini terbentuk bersamaan dengan

proto Delta Mahakam yang diperkirakan mulai berlangsung sejak Miosen Awal.

Penurunan dasar cekungan selama kala Eosen hingga Oligosen awal

menyebabkan terjadinya transgresi regional yang berlangsung dari timur sampai

barat.

Pengangkatan Tinggian Kuching pada kala Oligosen Akhir mengubah arah

umum sedimentasi di Cekungan Kutai dengan dimulainya fase regresi utama dari

barat ke timur. Sedimentasi delta mencapai puncak perkembangannya pada kala

Miosen Akhir hingga Pliosen. Akibat dari kegiatan tektonik Oligosen Akhir

tersebut di daerah Sangatta tidak begitu nyata. Kemungkinan daerah Mangkupa

sebelah utara Sungai Bungalun terangkat dan daerah lainnya termasuk Sangatta

masih berada dalam fase transgresi. Sedimentasi dan tektonik daerah Sangatta

Bungalun telah berjalan secara sinkron.

Pengangkatan yang diikuti erosi sebelah barat menyebabkan sedimentasi

di daerah timur (sekitar daerah Sangatta), sebaliknya bila intensitas pengangkatan

berkurang, transgresi dari timur berlangsung ke arah barat.

Di kawasan Sangatta Bungalun pengendapan delta yang cepat pada

TARAKAN

BASIN

KUTAI

BASIN

BARITO

BASIN

ASEM

BASIN

6

Miosen Tengah mulai membebani endapan lempung tebal berumur tersier dan

mengkibatkan masa lempung yang belum mampat (kompak) itu menjadi labil.

Akibatnya masa lempung mencuat, berdiapirik menerus sedimen regresif di

atasnya membentuk struktur antiklin yang sempit ini dipisahkan oleh sinklin

sinklin yang lebar, berlangsung setahap demi setahap beruntun bersamaan dengan

progradasi pengendapan delta.

1.6.4 Stratigrafi dan Sedimentasi

Penyebaran foraminifera secara vertikal yang meliputi jumlah kelimpahan

dan keregangan genus atau spesies di daerah Sangatta menunjukkan adanya

perubahan lingkungan pengendapan yang jelas mulai dari batial neritik luar

pada bagian bawah dan berturut turut ke arah yang lebih mudah berubah

menjadi neritik tengah, neritik pinggir, lagoon dan fluvial delta plain. Kemudian

berubah lagi menjadi neritik pinggir berselang seling dengan fluvial delta

plain sampai sedimen yang termuda.

Perubahan lingkungan pengendapan tersebut ditunjang pula oleh

paleogeografi daerah Sangatta yang bentuk topografinya sangat landai. Adanya

fluktuasi permukan air laut yang berubah ubah dari fase transgresi menjadi fase

regresi dan sebaliknya akan membentuk sifat sedimen yang khusus di daerah

Sangatta yaitu merupakan selang seling batu pasir, batu lempung dan batubara

dengan ketebalan berkisar dari 2 meter s/d 10 meter berulang secara periodik, dari

bawah ke atas dan monoton tanpa adanya perubahan lingkungan pengendapan

yang mencolok. Hal ini dapat dilihat dari pencerminan bentuk kurva log GR/SP

dan resistivity di setiap sumur Lapangan Sangatta yang bentuknya monoton dari

bawah keatas dan tidak memperlihatkan perubahan bentuk kurva yang mencolok.

Dilihat dari posisi stratigrafi, daerah Sangatta didominasi oleh litologi dari

Formasi Balikpapan yang terdiri dari variasi perselingan antara batu pasir, batu

lempung, batubara dan lensa lensa batu gamping yang mencapai ketebalan

2100 meter.

Sedimentasi yang diawali oleh fase transgresi (Eosen-Oligosen), kondisi

transgresi maksimum (Oligosen-Miosen) dan diakhiri oleh suatu tahap regresi

7

mulai dari Miosen Tengah sampai Pliosen. Walaupun demikian, dalam kenyataan

sepanjang fase regresi telah pula berlangsung beberapa siklus transgresi-regresi

kecil.

Pada kala Miosen Bawah daerah ini, Mangkupa yang berada di sebelah

barat laut Sungai Bungalun diduga mengalami pengangkatan dan sekitarnya

diendapkan lempung pasir, lanau dan batu gamping dalam lingkungan laut neritik.

Ke timur pengendapan telah berlangsung dalam kondisi laut yang lebih dalam,

dibuktikan oleh pemboran sumur miang 1, dimana batuan berumur Miosen

Bawah menunjukkan lingkungan batial.

Stratigrafi daerah Sangatta, berdasarkan data log, data geologi dan data fosil

diwakili oleh tiga formasi batuan, yaitu berturut turut dari bawah ke atas:

1. Formasi Pamaluan

Litologi terdiri dari batu lempung dan lanau berwarna kelabu hingga kelabu

kehitaman selang seling dengan batu pasir mulai dari kedalaman 3000 m

sampai 3141 m. Di Sangatta litologi tersebut merupakan bagian atas dari

Formasi Pamaluan dengan umur Miosen Bawah dan diendapkan pada

lingkungan laut neritik.

2. Formasi Palubalang

Formasi ini dari kedalaman 2166 m hingga 3000 m. Litologinya berupa

perselingan antara batu pasir dengan batu lempung, kadang kadang

terdapat sisipan batu gamping yang banyak mengandung fosil. Umur dari

formasi ini adalah Miosen Tengah dan diendapkan pada lingkungan neritik

tengah neritik dalam.

3. Formasi Balikpapan

Formasi ini dari permukaan hingga kedalaman 2166 m. Susunan litologi

berupa perselingan batu pasir dan batu lempung dengan sisipan batubara.

Umur dari lapisan ini adalah Miosen Tengah bagian atas dan diendapkan

pada lingkungan neritik dalam, hingga transisi dengan model pengendapan

selang seling antara kondisi fluvial dan kondisi delta.

8

Dari ketiga formasi di atas mempunyai petroleum system yang berbeda

beda, Formasi Balikpapan adalah formasi yang sangat komplek karena bisa

menjadi source rock, reservoir, seal rock dan juga trap. Untuk formasi yang lain

hanya mempunyai sifat yang sedikit dibanding dengan Formasi Balikpapan.

Lapangan Sangatta merupakan bagian dari komplek Delta Mahakam

sebagai produk dari sedimentasi. Sungai Mahakam telah ada sejak zaman Miosen

Tengah. Delta Mahakam sebelah utara dibatasi oleh Tinggian Mangkalihat,

sebelah barat oleh Dataran Tinggi Meratus.

Gambaran secara regional struktur bawah permukaan daerah Sangatta

merupakan sebuah antiklin memanjang dari selatan ke arah utara dengan sudut

kemiringan di kedua sayapnya berkisar antara 6 8, dan dengan beberapa blok

patahan. Patahan pada umumnya merupakan patahan normal yang melintang di

bagian tengah, sedang di ujung selatan ada patahan pergeseran ke samping

(tranversal fault) diikuti dengan potongan kecil yang membelok ke arah timur

selatan. Luas lapisan antiklin produktif 18 km2 dengan panjang 6 km dan lebar 3

km dengan kemiringan 6 8 pada kedua sayapnya.

9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penyemenan

Penyemenan merupakan suatu proses pendorongan sejumlah slurry ke

dalam casing, kemudian melalui bagian bawah sepatu casing mengalir naik ke

annulus antara casing dan formasi. Kemudian slurry ini akan mengeras sehingga

mengikat antara casing dan formasi atau casing dengan casing. Skema

penyemenan dapat dilihat pada gambar 2.1.

Tujuan penyemenan adalah untuk melekatkan casing pada dinding lubang

sumur untuk melindungi casing dari masalah masalah mekanis sewaktu operasi

pemboran berlangsung dan melindungi casing dari fluida formasi yang bersifat

korosi dan untuk memisahkan zona yang satu dengan zona yang lain di belakang

casing. Menurut alasan dan tujuannya, penyemenan dapat dibagi dua yaitu

primary cementing (penyemenan utama) dan secondary cementing (penyemenan

kedua).

Gambar 2.1 Skema Penyemenan

(George O. Suman, 1977)

10

2.2 Jenis Penyemenan

2.2.1 Primary Cementing

Pada primary cementing, penyemenan casing pada dinding lubang sumur

dipengaruhi oleh jenis casing yang akan disemen.

Penyemenan conductor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya

kontaminasi fluida pemboran (lumpur pemboran) terhadap lapisan tanah

permukaan.

Penyemenan surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agar

tidak tercemar dari fluida pemboran, memperkuat kedudukan surface casing

sebagai tempat dipasangnya alat BOP (Blow Out Preventer), untuk menahan

beban casing yang terdapat di bawahnya dan untuk mencegah terjadinya aliran

fluida pemboran atau fluida formasi yang akan melalui surface casing.

Penyemenan intermediate casing bertujuan untuk menutup tekanan

formasi abnormal atau untuk mengisolasi daerah lost circulation.

Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah terjadinya

aliran antar formasi ataupun aliran fluida formasi yang tidak diinginkan yang akan

memasuki sumur. Selain itu, penyemenan production casing bertujuan untuk

mengisolasi zona produktif yang akan diproduksikan fluida formasi (perforated

completion) dan juga untuk mencegah terjadinya korosi pada casing yang

disebabkan oleh material material korosif.

Gambar 2.2 Gambaran Tujuan Primary Cementing

(Anonimous, Teori Dasar Penyemenan)

11

2.2.2 Secondary Cementing

Setelah operasi khusus penyemenan dilakukan, seperti Cement Bond

Logging (CBL) dan Variable Densitas Logging (VDL), kemudian didapati kurang

sempurnanya atau terdapat kerusakan pada primary cementing. Maka

dilakukanlah secondary cementing. Secondary cementing dilakukan juga apabila

pengeboran gagal mendapat minyak dan menutup kembali zona produksi yang

diperforasi.

Ada beberapa pekerjaan secondary cementing yaitu di antaranya squeeze

cementing, re-cementing, dan plugback cementing.

2.3 Klasifikasi Semen

American Petroleum Institute (API) telah melakukan pengklasifikasian

semen ke dalam beberapa kelas guna mempermudah pemilihan dan penggolongan

semen yang akan digunakan. Pengklasifikasian ini didasarkan atas kondisi sumur

dan sifat-sifat semen yang disesuaikan dengan kondisi sumur tersebut. Kondisi

sumur tersebut meliputi kedalaman dan kandungan yang terdapat dalam fluida

formasi (seperti Sulphate dan sebagainya). American Petroleum Institute (API)

menstandarisasikan semen portland berdasarkan pada konsentrasi bahan-bahan

dasar di dalam semen, yaitu sebagai berikut :

a. Kelas A : Digunakan dari permukaan sampai kedalaman 6000 ft (1830 meter)

dengan temperatur hingga 800C dan tidak tahan terhadap Sulphate. Tersedia

hanya dalam tipe Ordinary (O), digunakan pada kondisi normal.

b. Kelas B : Digunakan dari permukaan sampai kedalaman 6000 ft (1830 meter)

dan temperatur hingga 800C dengan kondisi formasi banyak mengandung

Sulphate. Tersedia hanya dalam tipe Ordinary (O) dan Moderate Sulphate

Resistant (MSR).

c. Kelas C : Digunakan dari permukaan sampai kedalaman 6000 ft ft (1830

meter) dan temperatur hingga 800C pada kondisi dimana diperlukan

pengerasan yang cepat. Tersedia semen tipe Ordinary (O), Moderate Sulphate

Resistant (MSR) dan High Sulphate Resistant (HSR).

12

d. Kelas D : Digunakan dari kedalaman 6000 ft (1830 meter) sampai 10.000 ft

(3050 meter) dengan kondisi tekanan formasi dan temperatur agak tinggi

(antara 80 1300C). Tersedia semen tipe Moderate Sulphate Resistant (MSR)

dan High Sulphate Resistant (HSR).

e. Kelas E : Digunakan dari kedalaman 10.000 ft (3050 meter) sampai 14.000 ft

(4270 meter) dengan kondisi temperatur (130 1450C) dan tekanan formasi

tinggi. Tersedia semen tipe Moderate Sulphate Resistant (MSR) dan High

Sulphate Resistant (HSR).

f. Kelas F : Digunakan dari kedalaman 10.000 ft (3050 meter) sampai 16.000 ft

(4880 meter) dengan kondisi temperatur (130 1600C) dan tekanan formasi

yang sangat tinggi. Tersedia semen tipe Moderate Sulphate Resistant (MSR)

dan High Sulphate Resistant (HSR).

g. Kelas G : Digunakan sebagai semen dasar untuk penyemenan dengan

kedalaman dari permukaan sampai 8000 ft (2440 meter) dengan temperatur

hingga 900C. Bila ditambah dengan additives, maka semen kelas G ini dapat

digunakan pada tekanan dan temperatur yang lebih tinggi serta kedalaman

yang lebih. sebagai semen dasar dan jika diperlukan dapat ditambah additives

yang sesuai. Tersedia semen tipe Moderate Sulphate Resistant (MSR) dan

High Sulphate Resistant (HSR).

h. Kelas H : Digunakan sebagai semen dasar untuk penyemenan dengan

kedalaman dari permukaan sampai 8000 ft (2440 meter) dengan temperatur

hingga 950C. Tersedia semen tipe Moderate Sulphate Resistant (MSR) dan

High Sulphate Resistant (HSR).

13

Tabel 2.1 Klasifikasi Semen Berdasarkan API

(Dwight K. Smith, 1990)

API

Mixing

Water Slurry Weight Well Depth

Static

Temperatur

Classification (gal/sk) (lb/gal) (ft) (0F)

A (portland) 5.2 15.6 0 to 6.000 80 to 170

B (portland) 5.2 15.6 0 to 6.000 80 to 170

C (high early) 6.3 14.8 0 to 6.000 80 to 170

D (retarded) 4.3 16.4 6.000 to

12.000 170 to 260

E (retarded) 4.3 16.4 6.000 to

14.000 170 to 290

F (retarded) 4.3 16.2 10.000 to

16.000 230 to 320

G (basic) 5.0 15.8 0 to 8.000 80 to 170

H (basic) 4.3 16.4 0 to 8.000 80 to 170

2.4 Sifat Sifat Semen

Bubur semen yang dibuat harus disesuaikan sifat-sifatnya dengan keadaan

formasi yang akan disemen. Sifat-sifat bubur semen yang dimaksud adalah

sebagai berikut : Densitas, thickening time, strength, sifat filtrasi, permeabilitas

semen, Water Cement Ratio, dan Waiting On Cement.

2.4.1 Densitas

Densitas suspensi semen dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara

jumlah berat bubuk semen, air pencampur, dan additive terhadap jumlah volume

bubuk semen, air pencampur, dan additive. Densitas ini dapat dihitung dengan

menggunakan rumus :

VaVwVbk

GaGwGbkDbs

(2.1)

14

dimana :Dbs : Densitas suspensi semen, lb/gal.

Gbk : Berat bubuk semen, lb.

Gw : Berat air, lb.

Ga : Berat additive, lb.

Vbk : Volume bubuk semen, gal.

Vw : Volume air, gal.

Va : Volume additive, gal.

Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan hidrostatis

suspensi semen di dalam lubang sumur. Bila formasi tidak sanggup menahan

tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan formasi pecah, sehingga terjadi

lost circulation. Untuk mengurangi densitas suspensi semen dapat ditambahkan

clay, zat-zat kimia silikat jenis extender atau bahan-bahan yang dapat

memperbesar volume suspensi semen seperti pozzolan. Untuk memperbesar

densitas suspensi semen dapat ditambahkan pasir atau material-material pemberat

ke dalam suspensi semen seperti barite.

2.4.2 Thickening Time Dan Viskositas

Bubur semen harus tetap dalam keadaan cair agar dapat dipompakan ke

tempat dimana semen harus mengeras dalam waktu tertentu. Thickening time

adalah waktu yang dibutuhkan bubur semen untuk mencapai konsistensi 100 UC

(Unit of Consistency). Harga 100 UC ini merupakan batas bubur semen masih

dapat dipompakan. Dalam hidrasinya semen makin lama makin mengeras dan

naik viskositasnya. Viskositas pada semen disebut konsistensi karena untuk

membedakan viskositas yang digunakan pada penyemenan dan pada pemboran

terhadap istilah viskositas fluida newtonian. Untuk memperpanjang atau

memperpendek thickening time adalah dengan menambahkan additives ke bubur

semen.

Besarnya thickening time yang diperlukan adalah tergantung dari

kedalaman penyemenan, volume bubur semen yang akan dipompakan serta jenis

penyemenan. Umumnya thickening time adalah 3 3,5 jam untuk penyemenan

dengan kedalaman 6.000 18.000 ft. Waktu tersebut termasuk waktu pembuatan

15

bubur semen sampai penempatan semen di belakang casing ditambah dengan

harga safety factor, sedangkan pada penyemenan yang lebih dalam dimana

tekanan dan temperatur akan semakin tinggi sehingga diperlukan additive untuk

memperlambat pengerasan (thickening time).

Untuk memperpanjang thickening time perlu ditambahkan retarder ke

dalam suspensi semen, seperti kalsium lignosulfonat, carboxymethil retarder

cellulose dan senyawa-senyawa asam organik. Untuk memperpendek thickening

time dapat ditambahkan accelerator ke dalam suspensi semen seperti kalsium

klorida, sodium klorida, gypsum, sodium silikat, air laut dan additive yang

tergolong dispersant.

Bila semen mengeras di dalam casing merupakan problema yang fatal bagi

operasi pemboran selanjutnya. Waktu pemompaan yang maksimum umumnya

disamakan dengan thickening time dengan pertimbangan faktor keamanan. Waktu

pemompaan yang diperlukan dipengaruhi oleh tinggi kolom dan volume suspensi

semen yang harus dipompakan, kecepatan laju alir pemompaan dan temperatur

operasi sumur tersebut.

2.4.3 Water Cement Ratio (WCR)

Water cement ratio adalah perbandingan antara volume air dan semen

yang dicampurkan untuk mendapatkan sifat-sifat bubur semen yang diinginkan.

Air yang dicampurkan tidak boleh terlalu banyak ataupun kurang, karena akan

mempengaruhi baik-buruknya ikatan semen nantinya. Batasannya diberikan

dalam bentuk kadar maksimum dan minimum air. Kadar air minimum adalah

jumlah air yang dicampurkan tanpa menyebabkan konsistensi suspensi semen

lebih dari 30 UC. Bila air yang ditambahkan lebih kecil dari kadar minimumnya

maka akan menaikkan densitas suspensi semen yang akan menimbulkan gesekan

(friksi) yang cukup besar di annulus sewaktu suspensi semen dipompakan yang

akhirnya akan menaikkan tekanan di annulus.

Kadar air maksimum ditunjukkan oleh adanya kandungan air yang bebas

(free water) yang dapat dicari dengan mengambil suspensi semen sebanyak

250 ml, kemudian didiamkan selama 2 jam sehingga akan terjadi air bebas pada

16

bagian atas tabung. Untuk semen kelas G air bebas yang terjadi tidak boleh lebih

dari 3,5 ml (1.4%). Bila air bebas yang terjadi melebihi 3,5 ml maka akan terjadi

pori-pori pada semen. Dan ini akan mengakibatkan semen mempunyai

permeabilitas yang besar.

2.4.4 Waiting On Cement (WOC)

Waiting on cement atau waktu menunggu pengerasan semen adalah waktu

yang dihitung saat menunggu pengerasan suspensi semen setelah semen selesai

ditempatkan. WOC ditentukan oleh faktor-faktor seperti tekanan dan temperatur

sumur, WCR, compressive strength dan additive yang dicampurkan ke dalam

suspensi semen (seperti accelerator atau retarder). WOC berdasarkan API adalah

jika compressive strength mencapai 1000 psi.

2.4.5 Compressive Strength Dan Shear Strength

Strength pada semen terbagi menjadi dua yaitu compressive strength dan

shear strength. Compressive strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam

menahan tekanan-tekanan yang berasal dari formasi maupun dari casing,

sedangkan shear strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam menahan

berat casing. Jadi compressive strength menahan tekanan-tekanan dalam arah

horisontal dan shear strength menahan tekanan-tekanan pada arah vertikal.

Compressive strength dipengaruhi oleh besarnya kandungan air dalam

suspensi semen dan lamanya waktu pengkondisian (curing time). Dalam

mengukur strength semen seringkali yang diukur adalah compressive strength,

sedang shear strength kurang diperhatikan. Umumnya compressive strength

mempunyai harga 8 10 kali lebih dari harga shear strength. Pengujian

compressive strength di laboratorium dilakukan dengan menggunakan alat

Curing Chamber dan water curing bath, untuk kemudian diuji kekerasannya

dengan menggunakan hydraulic chamber. Curing chamber dapat mensimulasikan

kondisi semen untuk tekanan dan temperatur tinggi sesuai dengan temperatur dan

tekanan formasi. Hydraulic chamber merupakan mesin pemecah semen yang

sudah mengeras dalam curing chamber. Compressive strength minimum

17

direkomendasikan oleh API untuk dapat melanjutkan operasi pemboran adalah

500 psi. Sedang shear strength yang baik tidak kurang dari 100 psi, sehingga

casing dapat terikat dengan kokoh. Dalam keadaan ini pemboran sudah dapat

dilanjutkan. Dari segi teknis, strength semen diharuskan memenuhi persyaratan

sebagai berikut :

a. Kuat menahan pipa selubung.

b. Mengisolasi zona-zona permeabel.

c. Menahan goncangan-goncangan pemboran dan tidak pecah karena perforasi.

d. Mencegah terjadinya kontak antara casing dengan fluida formasi.

2.4.6 Filtration Loss

Filtration loss adalah peristiwa hilangnya cairan dalam suspensi semen ke

dalam formasi permeabel yang dilaluinya. Cairan atau umumnya air yang masuk

ini disebut dengan filtrat. Filtrat yang hilang tidak boleh terlalu banyak, karena

akan membuat suspensi semen kekurangan air yang disebut dengan flash-set. Bila

suspensi semen mengalami flash-set, maka akibatnya akan sama jika air yang

dicampurkan dalam bubur semen yang jumlahnya lebih kecil dari kadar

minimumnya. Akibatnya friksi pada annulus akan naik, pressure loss naik dan

tekanan bubur semen di annulus juga naik. Bila hal ini terjadi, maka formasi akan

rekah. Jadi dapat disimpulkan, bila formasi yang akan dilalui bubur semen

merupakan formasi yang porous dan permeabel, maka perlu penambahan additive

yang sesuai sebelum bubur semen dipompakan. Filtration loss yang

direkomendasikan oleh API adalah :

- Untuk formasi permeabel dengan zona gas, dimana migrasi gas mudah

terjadi maka semen dianjurkan memiliki semen fluid loss antara 20 40

ml / 30 menit.

- Untuk semen densitas tinggi dengan pengurangan kadar air yang dapat

menimbulkan gangguan pada operasi pemompaan semen terutama pada

pemompaan yang rendah API fluid lossnya adalah kurang dari 50 ml / 30

menit.

18

- Dan untuk semen casing produksi API fluid lossnya kurang dari 100 ml /

30 menit.

Pengujian filtration loss di laboratorium menggunakan alat filter press

pada kondisi temperatur sirkulasi dengan tekanan 1000 psi. Namun filter loss

mempunyai kelemahan yaitu temperatur maksimum yang dapat digunakan hanya

sampai 900F (32,220C). Filtration loss diketahui dari volume filtrat yang

ditampung dalam sebuah tabung atau gelas ukur selama 30 menit masa pengujian.

Bila waktu pengujian tidak sampai 30 menit maka besarnya Filtration loss dapat

diketahui dengan rumus :

tFF t

477.530

.... (2.3)

dimana :

F30 : Filtrat pada 30 menit.

Ft : Filtrat pada t menit.

t : Waktu pengukur, menit.

2.4.7 Permeabilitas Semen

Permeabilitas diukur pada semen yang mengeras dan bermakna sama

dengan permeabilitas pada batuan formasi yang berarti sebagai kemampuan untuk

mengalirkan fluida. Semakin besar permeabilitas semen maka semakin banyak

fluida yang dapat melalui semen tersebut dan begitu pula sebaliknya.

Semen diinginkan tidak mempunyai permeabilitas. Karena jika semen

mempunyai permeabilitas besar akan menyebabkan terjadinya kontak fluida

antara formasi dengan annulus dan juga strength semen berkurang. Permeabilitas

semen dapat naik karena air yang dicampurkan dalam bentuk bubur semen terlalu

banyak. Tetapi permeabilitas semen dapat juga meningkat karena terlalu

berlebihan dalam penambahan additive.

Perhitungan permeabilitas semen di laboratorium dapat dilakukan dengan

menggunakan Cement Permeameter dengan menggunakan sampel semen.

Permeabilitas diukur dengan menggunakan laju alir air yang melalui luas

permukaan sampel yang diberi perbedaan tekanan sepanjang sampel tersebut.

19

Perhitungan permeabilitas dapat dilakukan dengan menggunakan rumus darcy

sebagai berikut :

PA

LQK

(2.4)

dimana :

K : Permeabilitas, mD.

Q : Laju alir, ml/s.

: Viskositas, cp.

L : Panjang sampel, cm.

A : Luas permukaan sampel, cm2.

P : Perbedaan tekanan, psi.

Harga permeabilitas maksimum yang direkomendasikan oleh API adalah

tidak lebih dari 0,1 mD. Permeabilitas semen erat kaitannya dengan kekuatan

semen. Harga permeabilitas yang kecil akan menyebabkan harga strength yang

besar begitupun sebaliknya.

2.5 Additive Semen

Bermacam-macam semen telah dibuat orang untuk memenuhi kebutuhan

bermacam-macam kondisi sumur, seperti kedalaman, temperatur, tekanan dan ini

dapat diubah-ubah densitas dan thickening time-nya dalam batas-batas tertentu

dengan mengubah kadar air. Additive atau zat-zat tambahan adalah material-

material yang ditambahkan pada semen untuk memberikan variasi yang lebih luas

pada sifat-sifat bubur semen agar memenuhi persyaratan yang diinginkan.

Additive ini penting sekali dalam perencanaan bubur semen karena digunakan

untuk :

a. Mempercepat atau memperlambat thickening time.

b. Memperbesar strength.

c. Menaikkan atau menurunkan densitas bubur semen.

d. Menaikkan volume bubur semen.

e. Mencegah lost circulation.

f. Mengurangi fluid loss.

20

g. Menaikkan sifat tahan lama (durability).

h. Mencegah kontaminasi gas pada semen.

i. Menekan biaya.

2.5.1 Accelerator

Adalah additive yang digunakan untuk mempercepat pengerasan bubur

semen. Penggunaan additive ini terutama untuk penyemenan pada temperatur dan

tekanan rendah (sumur yang dibor masih dangkal) yang umumnya juga karena

jarak untuk mencapai target tidak terlalu panjang. Selain itu juga mempercepat

naiknya strength semen dan mengimbangi additive lain (seperti dispersant dan

fluid loss control agent), agar tidak tertunda proses pengerasan suspensi

semennya. Contoh-contoh additive yang berlaku sebagai accelerator yang umum

digunakan adalah Calcium Chloride, Sodium Chloride, Gypsum, Sodium Silicate

dan Sea Water.

2.5.2 Retarder

Adalah additive yang digunakan untuk memperpanjang waktu pengerasan.

Hal ini biasanya dilakukan pada penyemenan sumur yang dalam, dimana

temperaturnya tinggi. Additive yang berfungsi sebagai retarder antara lain :

Lignosulfonate, Organic Acids, Modified Lignosulfonate, Carboxy Methyl

Hydroxy Ethyl Cellulose.

2.5.3 Extender

Merupakan additive yang digunakan untuk membuat volume bubur semen

menjadi lebih banyak dari setiap sak semennya, karena diperlukan penambahan

air. Dengan demikian extenders berfungsi sebagai additive yang dapat

mengurangi atau menurunkan densitas bubur semen. yang termasuk extenders

adalah : Bentonite-Attapulgite, Gilsonite, Diatomaceous Earth, Perlite dan

Pozzolans.

21

2.5.4 Weighting Agents

Merupakan additive yang digunakan untuk memperbesar densitas bubur

semen dan biasanya digunakan pada formasi yang bertekanan tinggi yang berguna

mengurangi kemungkinan terjadinya blow out. yang termasuk dalam additive ini

adalah : Hematite, Ilmenite, Barite dan pasir.

2.5.5 Lost Circulation Materials

Lost Circulation Material adalah additive yang mengontrol hilangnya

suspensi semen ke dalam formasi yang lemah atau bergoa. Biasanya Lost

Circulation Material yang dipakai pada lumpur pemboran digunakan pula dalam

suspensi semen. Additive yang termasuk dalam Lost Circulation Material adalah

antara lain gilsonite, cellophane flakes, gipsum, bentonite dan nut shell.

2.5.6 Dispersants

Adalah additive yang berfungsi untuk mengurangi viskositas suspensi

semen. Pengurangan viskositas atau friksi terjadi karena dispersant mempunyai

kelakuan sebagai thinner (pengencer). Hal ini menyebabkan suspensi semen

menjadi encer, sehingga dapat mengalir dengan aliran turbulensi walaupun

dipompa dengan laju pemompaan yang rendah. Additive yang dapat digunakan

adalah Organic Acids, Lignosulfonate, Polymers dan Sodium Chloride.

2.5.7 Fluid Loss Control Agent

Fluid loss control agent adalah additive yang berfungsi mencegah

hilangnya fasa liquid semen ke dalam formasi, sehingga terjaga kandungan cairan

pada suspensi semen. Additive yang termasuk ke dalam fluid loss control agents

diantaranya polymer, CMHEC dan Latex.

2.5.8 Special Additive

Ada bermacam-macam additive lainnya yang dikelompokkan sebagai

special additive, diantaranya adalah silika, mud kill, radioactive tracers, antifoam

agent dan lainnya.

22

a. Silika

Bubuk Silika atau tepung silika umumnya digunakan sebagai additive dalam

operasi penyemenan supaya strength semen tidak hilang pada temperatur

tinggi.

b. Mud Kill

Berfungsi sebagai additive yang menetralisir bubur semen terhadap zat-zat

kimia dalam lumpur pemboran. Contoh mud kill adalah paraformaldehyde.

Mud kill juga memberi keuntungan seperti memperkuat ikatan semen dan

memperbesar strength semen.

c. Radioactive Tracers

Radioactive tracers ditambahkan ke dalam suspensi semen supaya

memudahkan operasi logging dalam menentukan posisi semen dan

mengetahui kualitas ikatan semen.

d. Antifoam Agents

Adanya foam (busa) dalam suspensi semen sering menyebabkan hilangnya

tekanan pemompaan, maka untuk mencegahnya ditambahkan antifoam agent.

Polypropylene Glycol adalah contoh antifoam agent yang sering digunakan,

karena selain efektif juga harganya murah.

2.6 Peralatan Penyemenan

2.6.1 Peralatan Atas Permukaan

Peralatan di permukaan yang diperlukan dalam penyemenan, terdiri dari

cementing unit, flow line, dan cementing head.

a. Cementing Unit

Cementing Unit merupakan suatu unit pompa yang berguna untuk

memompakan bubur semen dan lumpur pendorong dalam proses penyemenan.

Pada dasarnya Cementing Unit merupakan kumpulan dari berbagai peralatan yang

diperlukan dalam proses penyemenan yaitu :

Pump Skid

Pump skid merupakan pompa yang berfungsi untuk memompakan bubur

semen dan lumpur pendorong. Di samping itu pompa ini juga digunakan

23

untuk menekan bubur semen agar masuk ke dalam formasi melalui lubang

perforasi. Tekanan yang digunakan untuk memasukkan bubur semen

tersebut disebut tekanan squeeze.

Jet Mixer

Jet mixer berfungsi untuk mencampur semen kering dengan air sehingga

mengahasilkan bubur semen yang homogen.

Mixing Tub

Mixing tub adalah suatu alat yang berfungsi untuk menampung bubur semen

yang telah dihasilkan oleh jet mixer, bubur semen yang tertampung

selanjutnya dihisap oleh pump skid untuk diteruskan ke dalam sumur.

Bulk Cement

Bulk cement adalah suatu alat yang berfungsi untuk menyimpan atau

menampung semen kering.

Gambar 2.3 Cementing Unit

(Schlumberger, 2004)

b. Flow Line

Flow line merupakan rangkaian pipa yang berfungsi untuk mengalirkan

bubur semen atau sebagai media untuk mengalirkan fluida pendorong dari

Cementing Unit ke cementing head.

24

Gambar 2.4 Flow Line

(Clark Kent, 2006)

c. Cementing Head

Liner Cementing Head

Merupakan ujung dari flow line yang mempunyai fungsi untuk memasukkan

bubur semen ke dalam sumur.

Plug Dropping Head

Merupakan tempat plug yang akan diluncurkan untuk mendorong bubur

semen dan juga tempat memasukkan bola besi untuk pengesetan hydraulic

liner hanger.

Gambar 2.5 Cementing Head


2.6.2 Peralatan Bawah Permukaan

Peralatan di bawah permukaan yang diperlukan dalam penyemenan antara

lain casing, top dan bottom plug, float shoe, float collar, landing collar,

centralizer, scratcher, dan dual stage cementing collar.

a. Casing

Casing menurut fungsi dibagi menjadi : conductor casing, surface casing,

intermediate casing dan production casing / liner casing. Apabila casing hanya

25

dipasang pada zona produktif disebut open hole completion tetapi bila dipasang

dari atas hingga lapisan produktif disebut perforated casing completion.

Gambar 2.6 Casing

(Achmad Mudofir, 2002)

b. Top Plug

Top Plug adalah plug yang berfungsi untuk mendorong bubur semen

melalui casing atau drill pipe yang telah ditempatkan pada plug dropping head.

c. Bottom Plug

Bottom Plug adalah plug yang berfungsi untuk meminimalkan kontaminasi

antara semen dengan lumpur.

Gambar 2.7 Top and Bottom


d. Float Shoe

Float Shoe adalah peralatan yang terletak paling ujung dari rangkaian

casing. Float shoe dilengkapi dengan valve yang berfungsi mencegah aliran balik

suspensi semen dari annulus ke dalam casing.

26

Gambar 2.8 Float Shoe

(Clark Kent, 2006)

e. Float Collar

Float Collar adalah collar yang mempunyai valve dan mempunyai fungsi

untuk mencegah aliran balik bubur semen dari annulus ke dalam casing.

Gambar 2.9 Float Collar

(Clark Kent, 2006)

f. Landing Collar

Landing Collar adalah tempat mendaratnya setting ball untuk keperluan

pengesetan hydroulic hanger dan juga tempat duduknya plug.

g. Centralizer

Centralizer dipergunakan untuk menempatkan casing supaya berada

ditengah-tengah lubang bor sehingga didapatkan cincin semen yang merata. Alat

ini penting karena ikut menentukan tingkat keberhasilan penyemenan casing.

Jarang sekali casing kedapatan pada posisi lurus, pada beberapa tempat akan

kontak dengan dinding lubang bor, kemungkinan ini semakin besar pada sumur

directional.

27

Gambar 2.10 Centralizer

(Clark Kent, 2006)

h. Scratcher

Scratcher digunakan untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud

cake, sehingga semen akan melekat dengan baik terhadap formasi.

Gambar 2.11 Scratcher

(Clark Kent, 2006)

i. DSCC (Dual Stage Cementing Collar)

DSCC (Dual Stage Cementing Collar) digunakan pada penyemenan

bertahap atau bertingkat, sebagai tempat keluarnya semen dari casing ke annulus

setelah tahap pertama dan sebelumnya selesai.

28

Gambar 2.12 Stage Collar

(Clark Kent, 2006)

2.7 Proses Penyemenan Pada Primary Cementing

Dalam Proses Penyemenan Primary Cementing terdapat tiga teknik atau

metode, yaitu perkins cementing system, poorboys cementing system, dan stage

cementing system.

2.7.1 Perkins Cementing System

1. Lakukan test line. Sirkulasikan lumpur untuk membersihkan lubang dari

cuttings dan mud cake. Sebelumnya saluran lumpur pada cementing head

dibuka. Lumpur bersirkulasi melalui cementing line, masuk ke saluran

lumpur, terus ke dalam casing menuju dasar melalui casing collar , shoe

track, casing shoe. Dari dasar lubang membawa cuttings yang masih ada

di annulus dan mud cake hasil kikisan scratcher dan centralizer. Sirkulasi

lumpur dihentikan setelah lubang bersih, dimana tidak ada lagi padatan

yang tersaring di shale shaker.

2. Cabut pin penahan bottom plug, tutup saluran lumpur, buka saluran bubur

semen. Pompakan bubur semen sejumlah yang diperlukan. Bubur semen

akan mendorong bottom plug, bottom plug mendorong lumpur dalam

rangkaian casing ke bawah.

3. Setelah selesai memompakan bubur semen, cabut menahan pin penahan

top plug, tutup saluran bubur semen, buka saluran fluida pendorong;

29

pompakan fluida pendorong. Lumpur pendorong masuk ke dalam saluran

lumpur pendorong. Lumpur mendorong top plug, dan top plug menorong

bubur semen, bubur semen mendorong bottom plug, dan bottom plug

mendorong lumpur .

4. Saat bottom plug duduk di casing collar terjadi bumping pressure.

Tekanan pemompaan naik secara mendadak.

5. Pompa terus lumpur pendorong sampai diafragma bottom plug pecah.

Indikasinya tekanan turun. Bubur semen masuk lubang bottom plug terus

ke shoe track, masuk casing shoe dan keluar ke annulus, dan naik menuju

permukaan. Top plug mendorong bubur semen, Setelah duduk diatas

bottom plug terjadi lagi bumping pressure. Pendorongan lumpur

dihentikan dan diharapkan bubur sudah mengisi annulus sesuai dengan

yang direncanakan.

2.7.2 Poorboys Cementing System

1. Dilakukan test line untuk memeriksa sambuangan cementing line.

2. Sirkulasi lumpur, membersihkan lubang dari cutting yang tersisa, dan mud

cake yang terkelupas.

3. Pompakan spacer (chemical wash). Spacer merupakan fluida yang

membatasi lumpur di dalam lubang dengan bubur semen. Spacer harus

tidak merusak bubur semen dan lumpur.

4. Pompakan bubur semen sesuai dengan volume yang diperlukan. Volume

bubur semen yang diperlukan pada Poorboys Cementing System adalah :

- Volume untuk mengisi annulus.

- Volume untuk mengisi 2 sampai 3 joint tubing/drill pipe.

- Volume untuk mengisi pocket (extra hole).

5. Pompakan spacer, Setelah bubur semen selesai dipompakan, ikuti dengan

pemompaan spacer.

6. Pompakan fluida pendorong (displacement fluid). Pemompaan Lumpur

Pendorong fluida pendorong mendorong spacer, spacer mendorong bubur

semen, dan bubur semen mendorong lumpur. Volume lumpur pendorong

30

yang dipompakan harus dihitung dengan cermat. Saat akhir pendorongan,

minimum dua joint tubing/drill pipe terbawah masih berisi bubur semen.

Jangan sampai bubur semen yang paling belakang sampai masuk ke

annulus di belakang casing shoe.

7. Angkat dua sampai tiga joint drill pipe, keluarkan bubur semen yang

tersisa di dalam drill pipe. Yang lebih baik adalah dengan melakukan

sirkulasi balik (reverse circulation).

8. Penyemenan selesai.

2.7.3 Stage Cementing System

Pada Stage Cementing System, terdapat dua tahap proses penyemenannya.

Tahap pertama yaitu tidak jauh berbeda dengan Perkins Cementing System, tetapi

pada tahap kedua berbeda karena adanya sistem buka dan tutup cementing port.

Langkah langkah tersebut yaitu :

a. Penyemenan Tingkat Pertama.

Penyemenan untuk tingkat pertama tidak jauh berbeda dengan Perkins

Cementing System. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Lakukan test line.

2. Lakukan sirkulasi lumpur

3. Pompakan spacer. Spacer adalah sebagai pengganti bottom plug, yang

membatasi bubur semen dengan lumpur yang terdapat di dalam rangkaian

casing.

4. Pompakan bubur semen tingkat pertama sesuai dengan volume yang telah

diperhitungkan.

5. Drop first stage plug.

6. Pompakan lumpur pendorong.

Lumpur pendorong akan mendorong first stage plug . First stage plug akan

mendorong bubur semen, bubur semen akan mendorong spacer, dan spacer

akan mendorong lumpur yang terdapat di dalam casing.

Pendorong dilanjutkan terus sampai first stage plug duduk diatas seal off

plate pada float collar.

31

Kondisi ini ditandai dengan terjadinya bumping pressure, dimana lubang

sel off plate sudah disumbat oleh first stage plug.

7. Periksa apakah float collar berfungsi atau tidak. Kalau berfungsi dengan

baik , penyemenan tingkat pertama selesai.

b. Langkah-langkah Penyemenan Tingkat Kedua

1. Turunkan opening plug ( cementing bomb). Dengan beratnya sendiri

opening plug meluncur turun ke dalam casing.

2. Pompakan lumpur, lumpur akan mendorong opening plug. Opening plug

dapat melewati upper inner sleeve, tetapi tersangkut pada lower inner

sleeve. Sebagai indikasinya tekanan pemompaan naik tiba-tiba.

3. Pompakan lumpur terus, sehingga opening plug menekan lower inner

sleeve, dan shear pin penahannya patah. Lower inner sleeve bergeser ke

bawah dan cementing port terbuka, Lumpur masuk ke dalam cementing

port menuju annulus. Sebagai indikasinya tekanan pompa turun.

4. Pompakan bubur semen untuk tingkat kedua. Bubur semen tingkat kedua

ini keluar ke annulus melalui cementing port. Volume lumpur sesuai

dengan yang sudah diperhitungkan.

5. Turunkan closing plug.

6. Pompakan lumpur pendorong. Lumpur pendorong mendorong closing

plug, closing plug mendorong bubur semen, dan bubur semen

mendorong lumpur di depannya.

7. Closing plug tersangkut pada upper inner sleeve. Indikasinya adalah

tekanan pemompaan naik.

8. Patahkan shear pin penahan upper inner sleeve dengan cara pompakan

terus lumpur pendorong sampai shear pin penahan upper inner sleeve

patah. Upper inner sleeve akan bergeser ke bawah menutup cementing

port kembali.

9. Penyemenan selesai.

32

2.8 Perhitungan Pada Penyemenan

Keberhasilan dari suatu penyemenan juga sangat ditentukan oleh

perhitungan-perhitungan dalam perencanaan penyemenan, disamping untuk

mengetahui kebutuhan semen yang akan digunakan, rencana pemakaian bahan

additive, thickening time bubur semen dan operating time-nya. Banyaknya

volume bubur semen yang di butuhkan pada penyemenan casing dapat dihitung

dengan menggunakan data Caliper log atau Ukuran pahat yang di gunakan.

Diameter lubang yang diambil dari caliper log umumnya lebih mendekati

keadaan lubang yang sebenarnya, sehingga perhitungan dapat lebih teliti

dibandingkan dengan perhitungan yang menggunakan diameter ukuran pahat,

sebab permukaan lubang bor tidak rata dan umumnya terjadi runtuhan dinding

lubang. Akan lebih teliti lagi, bila diameter lubang yang di ambil dari caliper log

dirata-ratakan per-interval kedalaman. Semakin kecil interval kedalaman yang di

ambil, harganya semaking baik. walaupun demikian dalam menghitung volume

bubur semen yang diperlukan, masih di gunakan safety yang disebut excess.

Untuk diameter lubang yang diambil dari diameter pahat, besar excess-nya antara

50% sampai 100%, sedangkan yang diambil dari hasil caliper log antara 10%

sampai 30%.

Pada Primary Cementing, perhitungan yang dilakukan diantaranya adalah

perhitungan banyaknya volume slurry, volume absolute densitas dan yield semen,

sack of cement, mix water required, material additive required, dan displacement

volume.

2.8.1 Volume Slurry

Jumlah dari volume slurry semen yang akan digunakan ditentukan dengan

menghitung volume annulus antara exist casing dan previous casing (casing-

casing). Lalu ditambah dengan volume annulus antara exist casing dan open hole

(casing-OH) ditambah dengan excess. Lalu ditambah dengan volume di dalam

shoe track. Dan terakhir ditambah dengan volume di dalam pocket.

Volume slurry (bbl) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

33

Volume casing-casing

[(ID1)2 (OD2)2] x 0,000971 x L ; bbl .................................. (2.5)

[(ID1)2 (OD2)2] x 0,005454 x L; cuft .................................. (2.6)

Volume casing-OH

[(OH)2 (OD2)2] x 0,000971 x L x (%excess+1) ; bbl ......... (2.7)

[(OH)2 (OD2)2] x 0,005454 x L x (%excess+1); cuft ........ (2.8)

Volume Shoe Track

(ID2)2 x 0,000971 x L ; bbl .................................................... (2.9)

(ID2)2 x 0,005454 x L; cuft .................................................. (2.10)

Volume Pocket

(OH)2 x 0,000971 x L x (%excess+1) ; bbl ........................... (2.11)

(OH)2 x 0,005454 x L x (%excess+1); cuft .......................... (2.12)

Total Volume Slurry

Volume casing-casing + Volume casing-OH + Volume

Shoe Track + Volume Pocket ................................................ (2.13)

Dimana : ID1 : Diameter dalam previous casing, inch

ID2 : Diameter dalam exist casing, inch

OD2 : Diameter luar exist casing, inch

OH : Diameter open hole, inch

L : Panjang annulus yang akan disemen, ft

%excess+1 : persentase excess ditambah 1

2.8.2 Volume Absolute

Volume absolute suatu material adalah suatu material yang mencukupi

hanya material itu sendiri (tidak termasuk volume udara yang terdapat di

sekeliling partikel). Volume absolute dapat dihitung dengan rumus :

Volume absolute = 1

8,34 .............................. (2.14)

Dimana : Volume absolute : Volume Absolute gal/lb

SG : Specific Gravity

8,34 : ketentuan, lb/gal

34

2.8.3 Densitas dan Yield Semen

Densitas semen didefinisikan sebagai perbandingan antara berat suspesi

semen terhadap volume suspensi semen yang dirumuskan sebagai berikut :

Dbs = (++)

(++) .................................................................... (2.15)

Dimana : Dbs : Densitas suspensi semen, lb/gal

Gbk : Berat bubuk semen, lb

Gw : Berat water, lb

Ga : Berat additive, lb

Vbk : Volume bubuk semen, gal

Vw : Volume water, gal

Va : Volume additive, gal

Yield =

7,48 .................................................................................... (2.16)

Dimana : Yield : Yield, cuft/sack

7,48 : Ketentuan, gal/sack

Vs : Volume yang mencakup satu unit semen ditambah semua

additive dan air pencampur, gal/cuft

2.8.4 Sacks Of Cement

Banyaknya sacks yang dibutuhkan dalam penyemenan dapat dihitung

dengan rumus sebagai berikut :

Sacks Of Cement =

.................................. (2.17)

Dimana : Sacks of cement : banyak sack yang dibutuhkan, sack

Total volume slurry: Total volume slurry, cuft

Yield slurry : Yield slurry, cuft/sack

2.8.5 Mix Water Required

Banyaknya air yang dibutuhkan dapat dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

35

Mix Water Required =

42 ......... (2.18)

Dimana : Mix Water Required : Air yang dibutuhkan,bbl

Konsentrasi : konsentrasi air, gal/sack

Sacks Of Cement : Total sacks semen yang digunakan, sack

42 : ketentuan, gal/bbl

2.8.6 Material Required (Additive)

Total material (additive) yang dibutuhkan dapat dihitung dengan rumus

sebagai berikut :

Additive Bubuk = %BWOC x berat semen x Sacks Of Cement (2.19)

Dimana : Material Additive Bubuk : Total material additive bubuk, lb

%BWOC : By Weight Of Cement (Konsentrasi), %

berat semen : berat semen/sack, lb/sack


Additive Cair = konsentrasi additive cair x Sacks Of Cement ..... (2.20)

Dimana : Material Additive Cair : Total material additive cair, gal

Konsentrasi additive cair : konsentrasi additive cair, gal/sack


2.8.7 Displacement Volume

Total Displacement Volume adalah total volume lumpur yang akan

digunakan untuk mendorong plug. Displacement Volume dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut :

Displacement Volume = (ID2)2 x 0,000971 x L ; bbl ....................... (2.21)

Displacement Volume = (ID2)2 x 0,005454 x L ; cuft ....................... (2.22)

Dimana : Displacement Volume : volume pendorong plug, bbl, cuft

ID2 : Diameter dalam exist casing, inch

L : Panjang dari permukaan ke float collar, ft

36

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

3.1.1 Data Sumur

Tabel 3.1 Data Penyemenan Casing " Sumur #H-03

Data Satuan

Total Depth 307 m

Previous Casing,

13 3 8

OD 13,375 inch

ID 12,615 inch

Nominal Weight 54,5 lb/ft

Length 75 m

Exist Casing,

9 5 8

OD 9,625 inch

ID 8,755 inch

Nominal Weight 43,5 lb/ft

Length 304,9 m

Open Hole, 12 1 4 12,25 inch

Float Shoe 304,9 m

Float Collar 294,5 m

Top Of Cement 0 m

Top Of Tail 204,9 m

Excess 75 %

37

3.1.2 Data Densitas dan Yield Cement Slurry

Tabel 3.2 Densitas dan Yield Cement Slurry Sumur #H-03

Lead

SG Cement Lead Slurry 1,60 SG

Densitas Cement Lead Slurry 13,36 lb/gal

Yield Cement Lead Slurry 1,75 cuft/sack

Tail

SG Cement Tail Slurry 1,90 SG

Densitas Cement Tail Slurry 15,8 lb/gal

Yield Cement Tail Slurry 1,16 cuft/sack

3.1.3 Data Material Penyemenan

Tabel 3.3 Material Penyemenan Sumur #H-03

Lead

Material Konsentrasi SG

Cement Neat 94 lb/sack 3,14

BAA-11 (Lead) 1,50 %BWOC 1,96

BAE-15L (Lead) 0,30 gal/sack 1,45

BAF-26L (Lead) 0,03 gal/sack 0,90

Water 9,11 gal/sack 1

Tail

Material Konsentrasi SG

Cement Neat 94 lb/sack 3,14

BAA-11 (Tail) 1,00 %BWOC 1,96

BAD-14L (Tail) 0,15 gal/sack 1,04

BAL-22L (Tail) 0,40 gal/sack 1,02

BAF-26L (Tail) 0,03 gal/sack 0,90

Water 4,45 gal/sack 1

38

3.1.4 Diagram Casing Sumur #H-03

Gambar 3.1 Diagram Casing Sumur #H-03

TOP OF CMT

0 MTR.

13-3/8" SHOE

MTR.

O.H

MTR.

o

o

MTR. DEPTH

TOP OF TAIL

204,9

307,0

75

12-1/4"

VOLUMECASING- CASING

(LEAD)

VOLUMECASING- OPENHOLE

(LEAD)

VOLUMECASING-OPENHOLE

(TAIL)

VOLUMEPOCKET

VOLUMESHOE TRACK

294,5 MTR. 9-5/8" FLOAT COLLAR

304,9 MTR. 9-5/8" FLOAT SHOE

39

3.1.5 Penentuan Panjang Ruang Yang Akan Disemen

Panjang Casing Casing (Lead) = length previous casing

= 75 m

= 75 m x 3,28084 ft/m

= 246,06 ft

Panjang Casing OH (Lead) = top of tail length previous casing

= 204,9 m 75 m

= 130 m

= 130 m x 3,28084 ft/m

= 426,12 ft

Panjang Casing OH (Tail) = length exist casing top of tail

= 304,9 m 204,9 m

= 100 m

= 100 m x 3,28084 ft/m

= 328,15 ft

Panjang Shoe Track (Tail) = float shoe float collar

= 304,9 m 294,5 m

= 10,4 m

= 10,4 x 3,28084 ft/m

= 34,06 ft

Panjang Pocket (Tail) = total depth float shoe

= 307 m 304,9 m

= 2,1 m

= 2,1 m x 3,28084 ft/m

= 6,96 ft

3.1.6 Perhitungan Volume Slurry

Volume casing-casing (Lead)

Menggunakan Persamaan 2.6

Vcas-cas (L) = [(ID1)2 (OD2)2] x 0,005454 x L

40

= [(12,615 inch)2 (9,625 inch)2] x 0,005454 x 246,06 ft

= 89,24 cuft

Volume casing-OH (Lead)


Vcas-OH (L) = [(OH)2 (OD2)2] x 0,005454 x L x (%excess+1)

= [(12,25 inch)2 (9,625 inch)2] x 0,005454 x 426,12 ft x 1,75

= 233,54 cuft

Volume casing-OH (Tail)


Vcas-OH (T) = [(OH)2 (OD2)2] x 0,005454 x L x (%excess+1)

= [(12,25 inch)2 (9,625 inch)2] x 0,005454 x 328,15 ft x 1,75

= 179,85 cuft

Volume Shoe Track (Tail)


Vshoetrack(T)= (ID2)2 x 0,005454 x L

= (8,755 inch)2 x 0,005454 x 34,06

= 14,24 cuft

Volume Pocket (Tail)


Vpocket (T) = (OH)2 x 0,005454 x L x (%excess+1)

= (12,25 inch)2 x 0,005454 x 6,96 ft x 1,75

= 9,96 cuft

Total Volume Lead Slurry


Total Vslurry = Vcasing-casing (L) + Vcasing-OH (L)

= 89,24 cuft + 233,54 cuft

= 322,78 cuft

Total Volume Tail Slurry


41

Total Vslurry = Vcasing-OH (T) + Vshoetrack (T) + Vpocket (T)

= 179,85 cuft + 14,24 cuft + 9,96 cuft

= 204,05 cuft

Total Volume Slurry


Total Vslurry = Vcasing-casing (L) + Vcasing-OH (L) + Vcasing-OH (T)

+ Vshoetrack (T) + Vpocket (T)

= 89,24 cuft + 233,54 cuft + 179,85 cuft + 14,24 cuft

+ 9,96 cuft

= 526,83 cuft

3.1.7 Perhitungan Volume Absolute

a. Volume Absolute Material Lead

Cement Neat

Menggunakan persamaan 2.14

Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 3,14

= 0,038 gal/lb

BAA-11


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 1,96

= 0,061 gal/lb

BAE-15L


Volume absolute = 1

8,34

42

= 1

8,34 / 1,45

= 0,083 gal/lb

BAF-26L


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 0,90

= 0,133 gal/lb

Water


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 1

= 0,120 gal/lb

b. Volume Absolute Material Tail

Cement Neat


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 3,14

= 0,038 gal/lb

BAA-11


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 1,96

43

= 0,061 gal/lb

BAD-14L


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 1,04

= 0,116 gal/lb

BAL-22L


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 1,02

= 0,118 gal/lb

BAF-26L


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 0,90

= 0,133 gal/lb

Water


Volume absolute = 1

8,34

= 1

8,34 / 1

= 0,120 gal/lb

44

3.1.8 Perhitungan Densitas dan Yield Semen

Perhitungan harga densitas dan yield semen slurry sudah ditentukan di

dalam data lapangan. Karena mengingat faktor perhitungan yang harus dilakukan

di laboratorium, maka dari itu densitas dan yield semen sudah ditentukan di

laboratorium dimana diperoleh :

a. Lead Slurry

SG Semen Lead Slurry = 1,60

Densitas Semen Lead Slurry = 13,36 lb/gal

Yield Semen Lead Slurry = 1,75 cuft/sack

b. Tail Slurry

SG Semen Tail Slurry = 1,90

Densitas Semen Tail Slurry = 15,8 lb/gal

Yield Semen Tail Slurry = 1,16 cuft/sack

3.1.9 Perhitungan Sacks Of Cement

a. Sacks Of Cement Lead Slurry


Sacks Of Cement =

= 322,78

1,75 /

= 184 sack

b. Sack Of Cement Tail Slurry


Sacks Of Cement =

= 204,05

1,16 /

= 176 sack

45

3.1.10 Perhitungan Mix Water Required

a. Mix Water Required Lead Slurry



42

= 9,11 / 184

42 /

= 39,9 bbl

b. Mix Water Required Tail Slurry



42

= 4,45 / 176

42 /

= 18,6 bbl

3.1.11 Perhitungan Material Required (Additive)

a. Material Lead Slurry

BAA-11


Total Material = %BWOC x berat semen/sack x sacks of cement

= 1,5% x 94 lb/sack x 184 sack

= 259,4 lb

BAE-15L


Total Material = konsentrasi additive x sacks of cement

= 0,30 gal/sack x 184 sack

= 55,2 gal

BAF-26 L



46


= 5,5 gal

b. Material Tail Slurry

BAA-11


Total Material = %BWOC x berat semen/sack x sacks of cement

= 1,00% x 94 lb/sack x 176 sack

= 165,4 lb

BAD-14L




= 26,4 gal

BAL-22 L




= 70,4 gal

BAF-26 L




= 5,3 gal

3.1.12 Perhitungan Displacement Volume


Displacement Volume = (ID2)2 x 0,005454 x L x 3,281

= (8,755 inch)2 x 0,005454 x 294,5 m x 3,281 ft/m

= 403,9 cuft

= 403,9 cuft x 0,178108 bbl/cuft

= 71,9 bbl

47

3.2 Pembahasan

Kebutuhan material slurry pada penyemenan casing 9 5 8 " Sumur #H-

03 Lapangan Y terdiri dari semen, air, dan addtitive. Dimana slurry

penyemenan pada casing 9 5 8 " ini dibagi menjadi dua bagian yaitu lead dan juga

tail.

Pada perhitungan material slurry casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan

Y, lead dan tail sudah ditentukan oleh hasil uji laboratorium di perusahaan.

Pada data penyemenan casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y yang ada,

lead slurry memiliki panjang interval dari top of cement = 0 meter (permukaan)

hingga top of tail = 204,9 meter. Dan lead slurry memiliki panjang interval dari

top of tail = 204,9 meter hingga total depth = 307 meter (dasar sumur).

Pada perhitungan penyemenan casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan

Y, excesss yang digunakan 75%. Dimana excess sudah ditentukan oleh engineer

perusahaan terkait.

Pada perhitungan penyemenan casing 9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan

Y, hal yang pertama dihitung adalah menghitung volume yang akan disemen.

Dimana pada perhitungannya dibagi menjadi lima volume. Yang pertama adalah

volume antara casing casing (lead). Yaitu volume yang berada di antara

previous casing (13 3 8 ") dan exist casing (95

8 ") yang akan disemen dengan

lead slurry. Yang kedua adalah volume casing open hole (lead). Yaitu volume

yang berada di antara open hole dan exist casing (9 5 8 ") yang akan disemen

dengan lead slurry. Yang ketiga adalah volume casing open hole (tail). Yaitu

volume yang berada di antara open hole dan exist casing (9 5 8 ") yang akan

disemen dengan tail slurry. Yang keempat adalah volume shoe track (tail). Yaitu

volume yang berada di antara float shoe dan float collar yang akan disemen

dengan tail slurry. Sebenarnya volume ini tidaklah begitu penting pada tujuannya,

karena setelah proses penyemenan selesai volume tersebut akan dibor untuk

melanjutkan ke trayek selanjutnya, tetapi volume ini sangat berpengaruh untuk

48

menahan bubur semen selama proses pengerasan agar tidak terjadi sirkulasi balik

dari annulus. Dan yang kelima adalah volume pocket (tail). Yaitu volume yang

berada di antara float shoe dan total depth yang akan disemen dengan tail slurry.

Volume ini cukup penting karena berfungsi untuk mensirkulasikan semen slurry

dari dalam casing ke annulus. Karena jika tidak menggunakan pocket harus

dilakukan deepening atau dengan pengangkatan casing untuk mensirkulasikan

semen slurry dari dalam casing ke annulus. Pada perhitungan volume casing

9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y, sesuai perhitungan yang sudah diuraikan

di atas didapatkan volume sebagai berikut.

Tabel 3.4 Volume Slurry Penyemenan Sumur #H-03

Keterangan Volume

(cuft)

Volume

(bbl)

Casing Casing (lead) 89,24 15,89

Casing open hole (lead) 233,54 41,60

Casing open hole (tail) 179,85 32,03

Shoe track (tail) 14,24 2,54

Volume pocket (tail) 9,96 1,77

Total Volume (lead) 322,78 57,49

Total Volume (tail) 204,05 36,34

Total Volume Slurry 526,83 93,84

Pada perhitungan material slurry penyemenan casing 9 5 8 " Sumur #H-

03 Lapangan Y, densitas dan yield semen slurry sudah ditentukan oleh hasil uji

laboratorium. Hal ini karena dalam perhitungan densitas dan yield semen harus

langsung dilakukan pengetesan di laboratorium selama perhitungannya. Selain itu,

tidak adanya data massa berat dari beberapa additive yang ditambahkan membuat

penulis tidak dapat memuat perhitungan densitas dan yield semen slurry.

49

Berdasarkan perhitungan yang sudah ditulis di atas, banyaknya semen

yang dibutuhkan pada perhitungan material slurry penyemenan casing 9 5 8 "

Sumur #H-03 Lapangan Y didapatkan harga sacks of cement sebanyak 184

sack untuk lead slurry, dan 176 sack untuk tail slurry. Harga ini didapatkan dari

hasil pembagian antara volume slurry dibagi dengan yield semen. Sehingga total

banyaknya semen yang dibutuhkan untuk seluruh slurry adalah 360 sack.

Sedangkan semen yang digunakan pada penyemenan ini adalah semen kelas G.

Digunakan semen kelas G karena semen ini merupakan semen basic atau murni.

Sehingga jika ditambahkan additive, hanya akan dipengaruhi dan akan

mendapatkan sifat yang diinginkan tanpa mempengaruhi sifat sifat yang lainnya.

Sedangkan banyaknya air yang dibutuhkan untuk penyemenan casing

9 5 8 " Sumur #H-03 Lapangan Y

perhitungan material slurry pada penyemenan casing 958 sumur #h03 lapangan y

Documents