rumus semen

47
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, taufik, serta hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini sesuai dengan waktu yang telah direncanakan. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada baginda Nabi Besar Muhammad SAW beserta seluruh keluarga dan sahabatnya yang selalu membantu perjuangan beliau hingga akhir zaman. Dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini, Penulis menyadari sepenuhnya masih jauh kesempurnaan tentunya banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun materil. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang tiada hingganya kepada : 1. Bapak H. Muchtar Luthfie, SH.,MM. Selaku Direktur Politeknik Akamigas Palembang. 2. Bapak Azka Roby Antari, ST selaku Ketua Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi Migas sekaligus pembimbing utama yang telah banyak membantu dan memberikan informasi dan data- data yang diperlukan Penulis dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Hendra Budiman, S.Si Selaku Pembimbing kedua yang telah membimbing dan membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas akhir ini. 4. Bapak Isyak Pangaribuan selaku Best Manager PT. Baker Hughes Jambi 5. Bapak Yudiman selaku manager operasional PT. Baker Hughes Jambi sekaligus pembimbing lapangan tempat mengadakan Tugas akhir. 6. Bapak dan Ibu staf Dosen pada program Studi Teknik Ekplorasi Migas, Politeknik Akamigas Palembang. 7. Seluruh staf dan karyawan yang telah membantu pada saat tugas akhir PT. Baker

Upload: diky-pranondo

Post on 01-Feb-2016

344 views

Category:

Documents


41 download

DESCRIPTION

okk

TRANSCRIPT

Page 1: Rumus Semen

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, taufik, serta

hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini sesuai dengan

waktu yang telah direncanakan. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada

baginda Nabi Besar Muhammad SAW beserta seluruh keluarga dan sahabatnya yang selalu

membantu perjuangan beliau hingga akhir zaman.

            Dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini, Penulis menyadari sepenuhnya masih

jauh kesempurnaan tentunya banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik moril

maupun materil. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang tiada

hingganya kepada :

1.        Bapak H. Muchtar Luthfie, SH.,MM. Selaku Direktur Politeknik Akamigas Palembang.

2.        Bapak  Azka Roby Antari, ST selaku Ketua Program Studi Teknik Eksplorasi Produksi

Migas sekaligus pembimbing utama yang telah banyak membantu dan memberikan informasi

dan data-data yang diperlukan Penulis dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

3.        Bapak Hendra Budiman, S.Si Selaku Pembimbing kedua yang telah membimbing dan

membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas akhir ini.

4.        Bapak Isyak Pangaribuan selaku Best Manager PT. Baker Hughes Jambi

5.        Bapak Yudiman selaku manager operasional PT. Baker Hughes Jambi sekaligus pembimbing

lapangan tempat mengadakan Tugas akhir.

6.        Bapak dan Ibu staf Dosen pada program Studi Teknik Ekplorasi Migas, Politeknik Akamigas

Palembang.

7.        Seluruh staf dan karyawan yang telah membantu pada saat tugas akhir PT. Baker

8.        Rekan-rekan mahasiswa Program Teknik Eksprolarasi Produksi Migas di Politeknik

Akamigas Palembang

9.        Secara khusus penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada ayahanda yang penulis

banggakan dan ibunda tercinta serta adik-adiikku yang telah banyak

Memberikan dukungan dan pengorbanan baik secara moril maupun materil sehingga penulis

dapat menyelesaikan studi deengan baik.Penulis menyadari laporan tugas akhir ini masih jauh

dari kesempurnaan,maka saran dan kritik yang konstruktif dari semua pihak sangat

diharapkan demi penyempurnaan selanjutnya.

Page 2: Rumus Semen

Akhirnya hanya kepada allah SWT kita kembalikan semua urusan dan semoga

laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak,khususnya bagi Penulis dan para

pembaca pada umumnya,semoga allah SWT meidhoi dan di catat sebagai ibadah disisi-

nya,amin.

Palembang,Juli 2014

     Penulis

                                                                                   

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................. iLEMBAR PENGESAHAN...................................................................... iiHALAMAN PERSETUJUAN TIM PENGUJI..................................... iiiABSTRAK................................................................................................. ivABSTRACT............................................................................................... vMOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................... viKATA PENGANTAR.............................................................................. viiDAFTAR ISI.............................................................................................. ixDAFTAR GAMBAR................................................................................ xiDAFTAR LAMPIRAN............................................................................. xii

BAB I   PENDAHULUAN

Page 3: Rumus Semen

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

1.2  Batasan Masalah...................................................................... 1

1.3  Tujuan...................................................................................... 2

1.4  Manfaat.................................................................................... 2

1.5  Sistematika Penulisan.............................................................. 2BAB II  DASAR TEORI

2.1 Penyemenan............................................................................. 32.2 Teknik Penyemenan................................................................. 4

2.2.1 Primary cementing......................................................... 42.2.2 Secondary cementing..................................................... 5

2.3 Jenis – jenis Cement................................................................. 72.4 Cement Additive....................................................................... 82.5 Pengukuran sifat cement.......................................................... 11

2.5.1 Penimbangan Bubuk Cement......................................... 112.5.2 Mixing Cement Sllury.................................................... 112.5.3 Pengukuran Viscositas................................................... 122.5.4 Pengukuran Reologi....................................................... 132.5.5 Fluid Loss HPHT (Heating Jacket And Cell)................ 142.5.6 Thikening Time (Preasure Consistometer)..................... 142.5.7 Compresive strength (Ultrasonic Cement Analysis)...... 15

2.6 Peralatan Penyemenan............................................................. 162.6.1 Peralatan Atas Permukaan............................................. 162.6.2 Peralatan Bawah Permukaan......................................... 24

BAB III  METODOLOGI PENELITIAN3.1 Tempat dan Pelaksanaan.......................................................... 283.2 Teknik Pengumpulan Data....................................................... 283.3 Pengolahan Data...................................................................... 29

3.3.1 Menghitung Capasitas Casing....................................... 293.3.2 Menghitung Kebutuhan volume slurry lead, tail,......... shoe joint dan displacement.......................................... 293.3.3 Menghitung Kebutuhan Material Cement dan Additi.. 30

3.4 Bagan Alir Penelitian............................................................... 31

BAB IV  HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Jenis Additive yang digunakan dalam pembuatan slurry........ 324.2 Langkah-langkah penyemenan single stage cementing........... 334.3 Prosedur Kerja......................................................................... 344.4 Casing Diagram....................................................................... 354.5 Data sumur yang akan dicement.............................................. 364.6 Perhitungan Capasitas Casing Dan Volume Slurry................. 364.7 Analis Hasil Perhitungan......................................................... 39

BAB V  PENUTUP5.1 Kesimpulan.............................................................................. 415.2 Saran........................................................................................ 42

DAFTAR PUSTAKA

Page 4: Rumus Semen

LAMPIRANDAFTAR GAMBAR

Gambar                                                                                                HALAMANGambar 2.1 Metter Elektronic Balance........................................................ 11Gambar 2.2 Chandler Constant Speed Mixer.............................................. 12Gambar 2.3 Chandler Viscometer................................................................ 13Gambar 2.4 Chandler Atmospheric Consistometer..................................... 14Gambar 2.5 Pressurized Consistometer....................................................... 15Gambar 2.6 Ultrasonic Cement Analyzed................................................... 16Gambar 2.7 Cementing unit......................................................................... 17Gambar 2.8 Cementing head....................................................................... 17Gambar 2.9 Cement Silo.............................................................................. 18Gambar 2.10 Bad mixer............................................................................... 19Gambar 2.11 Slurry Tab............................................................................... 19Gambar 2.12 Surge Tank............................................................................. 20Gambar 2.13 Water Tank............................................................................. 20Gambar 2.14 Cutting Bottle chemical......................................................... 21Gambar 2.15 Compressor............................................................................. 22Gambar 2.16 Rock Catcher.......................................................................... 22Gambar 2.17 Pompa Centrifugal................................................................. 23Gambar 2.18 Displacement Tank................................................................. 24Gambar 2.19 Susuna Peralatan Penyemenan Bawah Permukaan................ 25Gambar2.20 Float shoe................................................................................ 25Gambar 2.21 Float colar............................................................................... 26Gambar 2.22 Topplug dan Bottom Plug...................................................... 27Gambar 3.1 Bagian Alir Penelitian.............................................................. 31Gambar 4.1 Cementing Head Plug.............................................................. 32Gambar 4.2................................................................................................... 35

DAFTAR LAMPIRAN

HALAMAN

Program Penyemenan................................................................................... A-1

Surat Keterangan Telah Menyelesaikan Tugas Akhir.................................. B-2

Berita Acara Perbaikan Tugas Akhir Penguji I............................................ C-3

Berita Acara Perbaikan Tugas Akhir Penguji II........................................... D-4

Berita Acara Perbaikan Tugas Akhir Penguji III......................................... E-5

Bukti Telah Memperbaiki Laporan Tugas Akhir.......................................... F-6

Lembar Konsultasi Tugas Akhir Pembimbing I........................................... G-7

Lembar Konsultasi Tugas Akhir Pembimbing II......................................... H-8

Page 5: Rumus Semen

Surat Rekomendasi Mengikuti Tugas Akhir................................................ I-9

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Penyemenan atau cementing merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari

rangkaian kegiatan industri hulu migas.Salah satu faktor yang terpenting dalam penyelesaian

sumur adalah bagaimana mendapatkan hasil penyemenan yang memuaskan. Dapat dikatakan

bahwa penyemenan utama(primary cementing) yang efektif adalah titik balik dari semua

keberhasilan operasi hingga sumur tersebut dapat di produksikan tanpa masalah. Dengan

demikian operasi penyemenan juga merupakan faktor yang tidak kalah penting dengan yang

lainnya

Penyemenan pada sumur pemboran adalah suatu proses pencampuran(mixing) dan

pendesakan (displacement) bubur semen atau (slurry) melaalui casing sehingga mengalir ke

atas melewati annulus di belakang casing sehingga casing terikat ke formasi. Penyemenan

merupakan faktor yang paling penting dalam operasi pemboran sehingga dapat mereduksi

kemungkinan kemungkinan permasalahan secara mekanis sewaktu melakukan pemboran

pasa trayek selanjutnya

Page 6: Rumus Semen

Berhasil atau tidaknya suatu pemboran,salah satu diantaranya adalah tergantung berhasil

tidaknya penyemenan tersebut. Penyemenan sumur secara integral merupakan salah satu

aspek sangat penting dalam suatuoperasi pemboran, baik sumur minyak maupun gas. Semen

tersebut digunakan untuk melakukan rangkaian pipa terselubung dan mengisolasi ozna

produksi serta mengantisipasi berbagai masalah pemboran.

1.2  Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini hanya membatasi fokus permasalahan mengenai

proses penyemenan pada casing 13   dengan menggunakan metode single stage primary

cementing dan berapa banyak volume slurry cement yang di pompakan pada sumur PPS-01

oleh PT.BAKER HUGHES

1.3  Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan laporan tugas akhir ini di antaranya adalah :

1.      Untuk mengetahui komponen dan alat yang digunakan pada proses penyemenan single stage

primary cementing

2.      Untuk mengetahui tingkat keberhasilan dan permasalahan pada proses penyemenan pada

casing 13 

3.      Untuk mengetahui capasitas casing ,volume slurry dan jumlah sack cement yang diperlukan .

1.4  Manfaat

Adapun manfaat dari penelitian dari tugas akhir ini yaitu:

1.      Memahami proses penyemenan dari tahapan awal sampai akhir

2.      Dapat mengetahui parameter parameter apa saja yang perlu di perhatikan sebelum,pada

saat,dan program cementing

1.5  Sistematika Penulisan

untuk memudahkan dalam memahami laporan tugas akhir ini penulis membuat sistemmatika

penulisan sebagai berikut :

BAB I              :Merupakan BAB pendahuluan mengenai latar belakang,batsan,masalah,tujuan,manfaat dan

sistematika penulisan

Page 7: Rumus Semen

BAB II            :Merupakan bab dasar teori mengenai gambaran umum  cementing dan metode penyemenan

yang digunakan

BAB III           :merupakan BAB metode penelitian mengenai waktu,tempat penelitian dan teknik

pengumulan data

BAB IV           :Merupakan BAB pembahasan dengan pokok penulisan mengenai perhitungan-perhitungan

dalam melakukan penyemenan .

BAB V            :merupakan BAB penutup yang berisikan kesimpulan dan saran.

BAB II

TUJUAN UMUM

2.1    Penyemenan

Penyemenan adalah proses pendorongan bubur cement ke dalam casing naik ke annulusyang

kemudian didiamkan sampai cement tersebut mengeras sehingga mempunyai sifat melekat

baik terhadap casing maupun formasi.

Penyemenan casing dapat di lakukan dengan pemompaan dan pendorongan bubur cementke

dalam sumur melalui casing,dan keluar dari casing shoe lalu bubur semen tersebut terus naik

ke annulus antara casing dengan dinding lubang sumur ataupun sering disebut open hoel

ataupun annulus antara casing dengan casing dan dibiaarkan bubur semen mengeras .metode

dengan menggunakan  cementing head dan toplak maupun bottem plug  (single stage primary

cementing  ).   Adakalanyapenyemenan dilakukan dengan menggunakan drill pipe atau

tubing kae dalam lubang  (poorboy system )

     Menurut alasan dan tujuannya ,penyemenan dapat dibagi menjadi dua yaitu Primary

Cementing  (penyemenan Utama ) dan Secondary Cementing (penyemenan yang ke dua atau

perbaikan) . Primary cementing adalah proses penyemenan yang di lakaukan pertama kali

setelah casing di turunkan ke  dalam lubang bor

Sedangkan secondary cementing adalah penyemenan yang dilakukan di karenakan tidak

sempurnanya penyemenan pertama ( Gagal ) .

secara lebih spesifik ,fungsinya penyemenan dalam suatu pemboran adalah :

1.      melekatkan pipa selubung pada dinding lubang sumur

Page 8: Rumus Semen

2.      melindungi pipa selubung dari masalah masalah mekanis sewaktu operasi pem-boran

(sepertri getaran),

3.      melindungi pipa selubung dari fluida formasi yang bersifat korosi

4.      memisahkan zona yang satu terhadap zona yang lain di belakang pipa sselubung

5.      melindungi casing/liner dari tekanan yang lain di belakang pipa selubung

6.      Mencegah adanya migrasi fluida yang tidak diinginkan dari suatu formasi ke formasi lain.

Untuk memenuhi fungsi fungsi tersebut diatas ,maka semen pemboran harus memenuhi

beberapa syarat:

1.      Semen setelah di tempatkan harus mempunyai kekuatan atau strength yang cukup besar dalm

waktu tertentu

2.      Semen harus memberikan daya ikat casing dengan informasi yang cukup baik.

3.      Semen tidak boleh terkontaminasi dengan fluida formasi ataupun dengan fluida pendorong

4.      Semen harus impermeable (permebealiatas harus nol)

2.2       teknik penyemenan

Terdapat beberapa sistem dalam penyemenan utama dan itu semua tergantung dari kondisi

dqan jenis casing yang akan disemen. Secara umum penyemenan dibedakan menjadi dua

jenis penyemenan yaitu Primary Cementing Dan Secondary Cementing .

2.2.1    Primary cementing

Primary cementing adalah proses penyemenan yang dilakukan pertama kali setelah casing di

turunkan ke dalam lubang bor.

1.      Penyemenan Poor Boy

Yaitu penyemenan dengan menggunakan tubing sebagai penghantar cemenslurry kedalam

lubang sumur biasanya dipakai untuk penyemenan stove pipe dengan memaasang pipa tubing

pada annulous lubang yang pertama di bor dengan stove pipe ,sedangkan untuk conduk\ctor

casing dengan menggunakan pipa tubing kedalam casing dan didudukan diatas float colar

2.      Penyemenan dengan Stinger

Yaitu penyemenan ddengan mengunakan stinger dan drill pipe (DP),sedangkan shoe yang

dipakai adalah duplex shoe . Biasanya dipakai untuk penyemenan conductor casing yang

berukuran atau berdiameter besar karena stinger digantung diatas float colar

3.      Penyemenan single stage

Page 9: Rumus Semen

Yaitu penyemenan dengan menggunakan bottom dan top plug,pada ujung casing

dipasang float shoe dan float collar ,Sedangkan pada puncak caasing dipasang plug

container/cementing head.Biasanya untuk penyemenan surface intermediate dan production

casing

4.      Penyemenan bertingkat (Multi Stage)

Yaitu penyemenan casing dalam satu trayek dilakukan lebih dari satu kali dengan cara

bertahap/bertingkat,menggunakan peralatan khusus yaitu multi stage tolls . Pertimbangan

dilakukan penyemenan multi stage adalah casing yang di semen panjang dan atau adanya

zona loss pada lubang sumur tersebut .Biasanya untuk

penyemenan intermediet dan productioncasing

2.2.2    Secondary cementing

Secondary cementing sering disebut juga dengan remedial cementing yaitu proses penyemenan yang

dilakukan apabila pengeboran gagal mendapatkan minyak dan menutup kembali zona

produksi yang di perforasi secondary cementing dapat dibagi menjadi tiga bagian

yaitu:Squeeze cementing ,Re-cementing dan Plug-back cementing

1.      Squeeze Cementing

Semen desak ,disebutkan sebagai suatu proses menerapkan tekanan hidrolik untuk menekan

agar bubur semen dapat masuk kedalam formasi,atau kedalam suatu rekahan dalam ruang

annular antara casing dan lubang sumur .adalah untuk dapat menyekat ruang antara casing

dan batuan formasi . Dalam proses pengeboran ataupun penyelesaian sumur semen desak ini

dilaksanakan antara  lain dengan tujuan :

a.       Menutup formasi yang sudah tidak lagi produktif

b.      Menutup zona lost circulation

c.       Memperbaiki kebocoran yang terjadi di casing

2.      Re-cementing

Re-cementing di lakukan untuk menyempurnakan primary cementing yang gagal dan untuk

memperluas perlindungan casing di atas top semen  

3.      Plug-back cementing

1.menutup atau meninggalkan sumur

2.menutup zona air dibawah zona minyak agar wataer-oil ratio berkurang pada open hole

completion

Page 10: Rumus Semen

       Adapun tahapan tahapan sebelum melakukan penyemenan yang harus kita ketahui dalam

penyemenan yang dapat kita ukur terlebih dahulu yaitu kapasitas casing yang akan dilakukan

penyemenan denagn rumus .

            Capasity and volume casing

........... Cu Ft per Lin Ft =( - . 0.005454..................................... (2.1)

........... Ket:

........... Volumetric capasity between pipe and open hole:

........... ID        =inside diameter open hole

........... OD      =out side diameter pipa (casing)

........... Volumetric capasity between pipe and pipe :

........... ID       =inside diameter of outer pipe (casing)

........... Od      =out side diameter of inner pipe (tubing)

Untuk mencari volume annulus dapat digunakan rumus:

Van    =( - X L............................................................................ (2.2)

Dimana :

Van      =volume annulus ,gal

ID        =inside diameter lubang,in

OD      =OD casing ,in

L         =panjang annulus ,ft

Untuk pocket adalah :

Vp=( )X Lp........................................................................................ (2.3)

Dimana ;

ID=inside diameter lubang ,in

Lp=tinggi pocket ,ft

Setelah jumlah bubur semen yang diperlukan ditentukan, maka sack bubuk semen dapat

dicari dengan persamaan berikut :

Sack =   ..........................................................................................  (2.4)

Dimana :

Sack       =  jumlah sack bubuk semen yang diperlukan

Page 11: Rumus Semen

Vbs        = volume bubur semen yang diperlukan

Y           = yield semen, gal/sack. Atau volume bubur semen

2.3 Jenis – jenis semen

            API telah melakukan pengklasifikasian semen kedalam beberapa kelas guna

mempermudah pemilihan dan penggolongan semen yang akan digunakan, pengklasifikasian

ini berdasarkan pada kondisi sumur, temperature, tekanan dan kandungan yang terdapat pada

fluida formasi. Bubuk semen ditempatkan dalam karung atau sack. Berat dari 1 (satu) sack

semen adalah 94 lbs pada umumnya. Sedangkan berat jenis dari bubuk semen adalah 3.14

gr/cc.

            Bubuk semen yang dipakai dalam penyemenan sumur minyak atau gas berbeda

dengan semen yang digunakan untuk bangunan. Sumur minyak mempunyai karakteristik-

karakteristik tertentu, sehingga bubur semen harus disesuaikan pula. American Petroleoum

Institute telah membuat standar dari bubuk semen yang digunakan untuk menyemen sumur

minyak dan gas.

Klasifikasi semen yang dilakukan API terdiri dari :

1.        Kelas A

Semen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (Permukaan) sampai 6000 ft. Semen ini

terdapat dalam tipe biasa (ordinary type) saja, dan mirip dengan semen ASTM C-150 tipe 1.

2.        Kelas B

Semen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft, dan tersedia dalam jenis yang

tahan terhadap kandungan sulfat menengah dan tinggi (moderate dan high sulfate resistant).

3.        Kelas C

Semen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6000 ft, dan mempunyai sifat high-early

strength (proses pengerasannya cepat) semen ini tersedia dalam jenis moderate dan high

sulfate resistant.

4.        Kelas D

Page 12: Rumus Semen

Semen Kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6000 sampai 12.000 ft, dan untuk kondisi

sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis

moderate dan high sulfate resistant.

5.        Kelas E

Semen Kelas E ini digunakan untuk kedalaman dari 6000 sampai 14.000 ft, dan untuk kondisi

sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia juga dalam jenis

moderate dan high sulfate resistant.

6.        Kelas F

Semen Kelas F digunakan untuk kedalaman dari 10.000 sampai 16.000 ft, dan untuk kondisi

sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia dalam jenis high

sulfate resistant.

7.        Kelas G

Semen Kelas G digunakan dari kedalaman 0 sampai 8000 ft, dan merupakan semen dasar.

Bila ditambahkan retarder semen ini dapat dipakai untuk sumur.

8.        Kelas H

Semen Kelas H juga merupakan semen dasar, sama seperti semen.

9.        Kelas I

Tersedia untuk tingkat moderate sulfate resistance. Kelas semen dari A sampai F merupakan

semen yang tidak ditambah dengan additive dalam penggunaannya, sedangkan untuk kelas G

dan H ditambah dengan additive bila diperlukan sehingga cement Kelas G dan H dapat kita

kehendaki dan kita inginkan kegunaannya sesuai dengan keperluan pada saat kita akan

melakukan penyemenan.

2.4  Cement Additive

       Cement additive adalah suatu zat kimia sebagai pencampur semen sehingga dengan

dilakukannya pencampuran zat-zat kimia tertentu dapat.

Diperoleh dari hasil penyemenan sesuai yang diinginkan . Additive dikelompokkan dalam

beberapa kategori yaitu:

1.      Accelerator

yaitu additive yang berfungsi untuk mempercepat proses pengerasan bubur semen .Selain itu

dapat juga mempercepat naiknya strength semen dan mengimbangi additive lain (seperti

Page 13: Rumus Semen

dispersant dan fluida loss control agent),agar tidak tertunda proses pengerasan bubur

semennya.Sumur sumur yang dangakal seringkali menggunakan accelerator ,karena selain

temperature dan tekanan yang umumnya rendah ,juga karena jarak untuk mencapai target

tidak terlalu panjang . contoh accelerator adalah kalsium klorida ,sodium

klorida ,gypsum ,sodium silikat dan air laut. Contoh contoh additive yang berlaku sebagai

accelerator adalah kalsium klorida ,sodium klorida,sodium silikat dan air laut .

a.       kalsium klorida

umumnya penambahan kalsium klorida antara 2%-4% saja kedalam suspensi semen .

Pengaruhnya dapat mempercepat thickening time dan menaikkan compressive strength

b.      Sodium klorida

Sodium klorida atau natrium klorida dengan kadar sampai 10% BWOMW (by weight on mix

water)

2.      Reterder

Yaitu additive yang berfungsi untuk memperlambat proses pengerasan bubur semen ,

sehingga bubur semen mempunyai waktu yang cukup untuk mencapai kedalaman target yang

di inginkan. Reterder serimg digunakan dalam penyemenan casing pada sumur sumur dalam ,

sumur sumur bertemperature tinggi ,atau untuk kolom penyemenan yang panjanf . Contoh

reterder adalah Lignosulfonat , senyawa-senyawa asam organic dan CMHEC

(Carboxymethyl Hydroxymetyl Celolulose)

3.      Light wight (Extender)

Yaitu additive yang berfungsi untuk  menaikkan volume bubur semen,yang berhubungan

dengan mengurangi densitas bubur semen tersebut.Pada umumnya

Penambahan extender kedalam bubur semen diikuti dengan penambahan air.Contoh extender

adalah bentonite ,attapulgitte ,sodium silikat,pozzolan,perlitte,dan gilsonite.

4.      Heavy Weight (weighting agents)

Yaitu additive yang berfungsi untuk menaikkan densitas bubur semen . Pada umumnya

digunakan pada sumur sumur yang mempuyai tekanan formasi tinggi .Contoh weighting

agentsadalah hematite ,ilminite,barite dan pasir

Page 14: Rumus Semen

5.      Dipersant

Dipersant adalah additive yang dapat mengurangi viscositas suspensi semen.Pengurangan

viscositas atau friksi terjadi karena dispersant mempunyai kelakuan sabagai thinner

(pengencer). Hal ini menyebabkan suspensi semen menjadi encer,sehingga dapat mengalir

dengan aliran turbulen walaupun dipompa dengan rate yang rendah.Additif yang tergolong

dispersant adalah senyawa-senyawa sulfonat

6.      Fluid-loss Control Agents

Fluid-Loss Control agents adalah additif additif yang berfungsi mencegah hilangnya fasa

liquidsemen ke dalam formasi ,sehingga terjaga kandungan cairan pada suspensi semen. Pada

primary cementing ,fluid loss yang diijinkan sekitar 150-250 cc yang di ukur selama 30 menit

dengan menggunakan saringan berukuran 325 mesh dan pada tekanan 1.000 psi .Sedang pada

squeeze cementing ,fluid loss yang di ijinkan sekitar 55-65 cc selama 30 menit dengan

menggunakan saringan ukuran 325 mesh dan pada tekanan 1.000 psi . Additif-additif yang

termasuk kedalam fluid loss control agents diantaranya polymer ,dan latex

7.      Lost Circulation Control Agents

Lost circulation control agents merupakan additif additif yang mengontrol hilangnya

suspensi semen kedalam formasi yang lemah atau bergua. Biasanya material lost

circulation yang di pakai pada lumpur pemboran digunakan pula dalam semen. Additif-

additif yang termasuk dalamlost

Circulation control agents diantaranya gilsonite ,cellophane ,flakes,gypsum,bentonite dannut

shells

2.5.   Pengukuran Sifat-Sifat Cement

          Pengukuran dari sifat-sifat cement yang akan menentukan kualitas dari suatu slurry

yang dibuat sehingga sifat-sifat cement tersebut dapat diketahui dan dikehendaki sebelum

dilakukan penyemenan seperti viscositas ,fluid loss,UCA,thickening time ,free water dari

slurry tersebut

2.5.1 Penimbangan Chemical Dan Bubuk Semen

          Sebelum melakukan mixing ataupun pencampuran additive dengan

bubuk  cement ,semua chemical di timbang terlebi dahulu satu persatu guna mengetahui

Page 15: Rumus Semen

komposisi yang akan di lakukan mixing . Alat yang digunakan dalam proses penimbangan

chemical yaitu Electronic balance.(Gambar 2.1)

 

           

Gambar 2.1Metter Electronic Balance

Model pj-3000 s/n 3365614904

2.5.2      Mixing Cement Slurry

              Pencampuran dari additive yang digunakan dan bubuk cement sesuai properties

dengan CDS (cement data sheet) campuran semua kedalam slurry cup lalu di mixing

menggunakan speed mixer.(Gambar 2.2)

Page 16: Rumus Semen

 

 YangGambar 2.2

Chandler Constant Speed MixerModel 3060 S/N 1255

2.5.3      Pengukuran Viscositas

              Viscosity dapat dianggap sebagai resistensi internal fluida yang dihasilkan selama

fluida mengalir,yang timbul dari adanya gaya friksi yang terjadi dari gesekan permukaan

antar fluida. Pengujian tahap selanjutnya yaitu mengetahui Viscositas dari sebuah slurry

cement yang telah di mixing dengan menggunakan alat viscometer ,pengukuran ini dilakukan

dua tahap. Pertama diukur Viscositasnya setelah dilakukan mixing slurry

dengan rpm 3,6,30,60,100,200,300.

Page 17: Rumus Semen

              Selanjutnya dimasukkan terlebih dahulu kedalam alat Atmospheric

consistometer,yang mana menggunakan temperature BHCT (Bottom Hole Circulating

Temperatur ) sesuai keadaan temperature sebenarnya. Sehimgga kita dapat mengetahui

viscositas dari slurry yang kita uji seperti pada  rpm atau putaran yang di uji pada alat

viscometer sesuai dengan urutan pengujiannya yang mana akan kita ketahui apabila slurry

pada putaran yang sesuai kita uji pada lab,dapat kita ketahui sebelum dilakukannya

penyemenan yang sesungguhnya sehimgga dapat mengetahui slurry yang telah lita uji,setelah

dilakukan pengujian ini akan 

Di

lanjutkan pengujian ataupun conditioning yang mana di ibaratkan pengondisian sesuai

keadaan dan pada kondisi sumur sebenarnya.(Gambar 2.3)

Page 18: Rumus Semen

Gambar 2.3Chandler ViscometerModel 3500 S/N 825

2.5.4.     Pengukuran Rheology

              Rheology adalah penyelidikan mengenai aliran fluida serta pembentukan fluida ,haln

ini akan menynjukkan hubungan antara laju aliaran rata-rata (Shear Rate) yang menyebabkan

pergerakan tersebut. Je3nis-jenis aliran fluida dalam pipa adalah

1.      Aliran Turbulen, dimana fluida akan mengalir dengan gerakan memutar .

2.      Aliran laminar ,di mana energi aliran terbesar terdapat pada bagian tengah dari permukaan

aliran

3.      Aliran plug,aliran sejajar dan energi aliran tiap bagian sama besar

Pengukuran reologi ini yang mana menggunakan temperature sebenarnya selama 30 menit

lalu di hitung lagi viscositasnya dengan menggunakan alat

Yang

sama viscometer dengan rpm sebesar 300,200,100,60,30,6,3. Setelah itu bisa dilihat dari

pengukuran after mixing dan setelah di conditioning. (gambar 2.4)

Page 19: Rumus Semen

Gambar 2.4Chandler Atmospheric Consistometer

Model 1250 S/N 841

2.5.5  Fluid loss HPHT (Heating Jacket And Cell)

           Filtration loss adalah hilangnya cairan dari suspensi semen ke formasi pada waktu

operasi penyemenan sedang berlangsung. Untuk mengukur fluid loss pada cement slury

(kadar air yang keluar pada cement slury) yaitu dengan melakukan press bertekanan 1000 psi.

Pada HPHT (Heating Jacket And Cell). Air yang keluar dari cup slury melalui valve steam

ataupun tempat air yang menetes ke corong silinder. Yang dapat kita anggap sebagai fluid

loss atau pun filtrate yang keluar dari slury cement.

2.5.6 Thickening time (preasure consistometer)

          Thickening time dikenal secara umum sebagai waktu suspensi semen dari keadaan

bubur hingga mengeras. Dalam dunia teknik material, keadaan ini dicapai bila suspensi

semen mencapai angka konsistensi 100 UC (API – Unit of Consistency). Meskipun API

menetapkan 100 UC sebagai yang sama dengan rpm sebesar 300,200,100,60,30,6,3.

Batas thickening time ,namun biasanya 70 UC adalah kekentalan maksimum yang masih

dapat di pompa. Faktor yang berpengaruh pada thickening time adalah komposisi semen dan

suhu. Alat yang di gunakan dalam uji thickening

Page 20: Rumus Semen

 

Gambar 2.5

Pressurized consistometer

Chandler Model 8240 S/N 961

2.5.7      Comprressive Strength

              Compressive strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam menahan

tekanan-tekanan yang berasal dari formasi atau casing,sedangkan shear strength di

definisikan sebagai kekuatan semen dalam menahan berat casing. Jadi compressive strength

menahan tekanan-tekanan dalam arah horizontal dan shear strength untuk mengetahui

seberapa besar kekuatan dari cement dapat  kita uji dengan cara pengujian di lab sehingga

Page 21: Rumus Semen

kita dapat mengetahui kekuatan dari cement tersebut menggunakan alat ukur yang dinamakan

UCA atau ultrasonic cement analysis yang dapat mengetahui kekuatan dari semen yang kita

uji (Gambar 2.6)

 

Gambar 2.6

Ultrasonic cement analyzer

Chandler model 4262 S/N 735

2.6         Peralatan Penyemenan

              Peralatan dalam penyemmenan dalam proses penyemenan terbagi menjadi 2 bagian

yaitu peralatan atas permukaan dan peralatan bawah permukaan

2.6.1.     Peralatan Atas Permukaan

Page 22: Rumus Semen

              Yang dimaksud peralatan atas tanah adalah peralatan-peralatan untuk pelaksanaan

operasi penyemenan ,mencampur additive ,menampung powder seemen,menampung air,

membuat dan menampung semen slurry dan memompakan kedalam sumur serta untuk

melakukan displecement.Peralatan permukaan terdiri dari :

1.      Cementing Unit

Terdiri dari pompa ,prime mover,measurement tank,slurry tank. Alat ini merupakan unit

utama untuk mengendalikan hampir seluruh kegiatan operasi penyemenan yang mana

cementing unit ini di operasikan oleh seorang operator ataupun field supervisor pada saat

proses penyemenan berlangsung ,cementing unit digunakan sebagai tempat membuat dan

memompakan semen slurry kedalam sumur,serta untuk melakukan displacement. (Gambar

2.7)

  

Gambar 2.7

Cementing Unit

2.      plug container / cementing head

alat yang dipasang di puncak casing yang sedang di semen,berfungsi untuk memposisikan

bottom dan Top Plug saat operasi penyemenan sehingga pada saat dropping phugs tidak

terjadi kontaminasi dengan udara (gambar 2.8)

Page 23: Rumus Semen

 

Gambar 2.8

Cementing Head

3.      Cemen silo

Alat ini berfungsi unrung menampung semen powder dengan skala besar setelah dibuka dari

kemasan sak yang dipotong melalui cutting pot dan di tranfer ke cement silo dan paada saat

proses penyemenan powder semen yanag telah di tempatkan kedalam cment silo ini dapat

langsung digunakan,sehingga cement powder siap untuk cemen slurry secara cepat.Jumlah

cement silo disesuaikan dengan kebutuhan volume powder yang diperlukan penyemenan tiap

trayek(Gambar 2.9)

Page 24: Rumus Semen

 

Gamabar 2.9

Cement Silo

4.      Bad Mixer

Alat ini digunakan untuk menampung cement slurry agar diperoleh berat jenis yang sama

sebelum dipompakan kedalam sumur, juga berfungsi untuk menampung campuran air dengan

Page 25: Rumus Semen

additive yanjg akan tercampur menjadi fluida bataupun fluida yang telah tercampur dapat

langsung dipompakan ke dalam sumur.

Bad Mixer ini dapat digunakan sebagai penampung spacer atau cairan yang berguna sebagai

pemisah antara lumpur pemboran dan juga slurry cement yang akan dipompakan kedalam

sumur (Gambar 2.10)

 

Gambar 2.10.

Bad Mixer

5.      Slurry Tab

Page 26: Rumus Semen

Alat ini berfungsi

untuk membuat cement slurry, merupakan alat tempat bertemunya cement powder dengan air

.

Gambar 2.11.

Slurry Tab

6.      Surge Tank

Alat ini berfungsi untuk menampung cement powder yang ditransfer dari cement silo dan

mencurahkan ke ball mixing. (Gambar 2.12.)

Page 27: Rumus Semen

  

Gambar 2.12.

Surge Tank

7.            Water Tank

Merupakan tanki penampung air yang di perlukan untuk dalam operasi penyemenan yang

mana tanki ini ada yang bherbentuk persegi panjang dan berbentuk tabung. (Gambar 2.13.)

 

Page 28: Rumus Semen

Gamabar 2.13.

Water Tank

8.           Line Cementing

Meerupakan saluran, pipa-pipa tekanan tinggi berfungsi untuk menyalurkan cairan lurkan

cement slurry dan cairan pendorong dari unit penyemenan ke cementing head  

9.            Cutting Bottle

Alat ini berfungsi untuk membuka cement powder dalam kemasan sack dan

mentransfer cement powdwe ke cement silo.

 

Page 29: Rumus Semen

Gambar 2.14

Cutting Bottle

10.       Compressor

Alat ini berfungsi untuk mentransfer Cement powder dari cutting bottle ke cement silo lalu

melintasi rock cather dan dari cement silo ke surge tank dengan cara memberi tekanan udara

guna untuk mengalirkan powder cement yang akan digunakan dalam penyemenan sumur

sehingga dari angin yang diberikan dari kompressor tersebut powder cement dapat di alirkan

atau ditransfer dari tempat yang satu menuju tempat lain sesuai dengan tekanan angin yang

dibutuhkan dalam proses pentransferan powder cement dari peralatan yang satu dengan yang

lainnya sehingga mempermudah dan meringankan suatu proses pengerjaan mentransfer

powder cement. (Gambar 2.15)

Page 30: Rumus Semen

 

Gambar 2.15.

Compressor

11.  Rock Catcher

Rock catcher berfungsi untuk menyaring ataupun memisahkan cement yang mengumpal

dalam proses pentransferan bubuk cement ataupin berbentuk bongkasan seperti batu dati

cutting pot agar tidak masuk kedalam cement silose hingga menimalisir terjadinya masalah

ataupun penyumbatan padqa line pentransferan pada saat penyemenan berlangsung.(Gambar

2.16)

Page 31: Rumus Semen

  

Gambar 2.16.

Rock catcher

12.  Pompa centrifugal

Pompa centrifugal berfungsi untuk mengaduk additive dengan air adar tercampur rata

didalam mixing tank dengan cara mensirkulasikan ataupun melakukan proses pengadukan

tersebut sehingga bahan-bahan additive dan air dapat tercampur dengan rata sebelum di

transferkan menuju displacement tank sebagai tank penampungan air dan additive yang telah

tercampur rata dengan menggunakan pompa centrifugal sebagai alat mensirkulasi dan

pecampur

additive dan

air(Gambar

2.17.)  

Page 32: Rumus Semen

Gambar 2.17.

Pompa Centrifugal

13.  Dislacement Tank

Displacement tank yaitu tempat penampungan fluida atau air dan additive yang telah

tercampur rata dari mixing tank masuk ke displacement sebagai tempat vpenampungan

semntara additive yang telah tercampur rata sebelum di mixing dengan bubuk semen dari

surge tank yang akan tercampur di ball mixing sehingga additive yang berasal dari

displacement tank menjadi slurry cement yang tercampur dan akan di tampung kedalam

slurry tab sebelum dilakukannya pemompaan slurry menuju cementing head. (Ganmbar 2.8)

 

Page 33: Rumus Semen

Gambar 2.18

Displacement Tank

2.6.2      Peralatan subsurface Equipment (Peralatan Bawah Permukaan)

              Peralatan –peralatan tersebut saat dipakai operaasi penyemenan harus dalam kondisi

baik,harus yakin tidak bermasalah saat penyemenan berlangsung. Sebab cement slurry

memiliki waktu terbatas untuk dapat dipompakan dalam proses penyemenan.Diupayakan

agar tidak ada hambatan operasi penyemenan akibat peralatan .

              Selain itu,para pekerja yang menangani pekerjaan penyemenan harus aman

khususnya dari bahaya akibat5 tekanan. Atas alasan-alasan tersebut peralatan-peralatan

penyemenan harus dilakukan perawatN sebaik-baiknya. Secara garis besar peralatan

penyemenan sebagai berikut :

1.      setelah selesai penyemenan, langsung dilakukan pencucian dengan air seluruh peralatan

sampai bersih, tidakn ada cement slurry yang menempel sehingga kemungkinan peralatan

tersemen dapat dihindari

2.      Dilakukan pengecekan semua peralatan agar bekerja dengan baik,dilakukan pelumasan ,

pengganti spare parts dan peralatan yang rusak

3.      Dilakukan running test , flow test, dan pressure test sebelum melakukan operasi penyemenan.

(Gambar 2.19)

Page 34: Rumus Semen

 

Gambar 2.19.

Semua Peralatan Bawah Permukaan

1.      Guide shoes

Peralatan yang dipasang pada ujung casing pertama masuk dalam lubang , berfungsi sebagai

guide agar jalannya masuk casing lancar dan samppai kedalaman yang diinginkan. Shoe

dilengkapi dengan float dan flapper dalam pekerjaan penyemenan berfungsi sebagai penahan

aliran balik dari annulus

Page 35: Rumus Semen

  

Gambar 2.20.

Float Shoe

2.      Float Collar

Peralatan yang dipasang diatas Shoe Track (Casing pertama atau kedua masuk). Berfungsi

nuntuk duduknya Bottom dan Top Plug saat proses penyemenan ,juga dilengkapi dengan

float dan flapper sebagai cadangan yang ada di shoe bekerja tidak sempurna  

Page 36: Rumus Semen

Gambar 2.21.

Float Colar

3.      Plugs

Ada beberapa jenis plugs yaitu :

a.       Top Plug

Berfungsi untuk menyekat antara fluida lain dengan cement slurry sehingga tidak terjadi

kontaminasi, sirip-sirip Rubber akan membersihkan casing dari fluida/Lumpur pemboran

yang massih menempel pada casing

b.      Bottom Plug

Bottom Plug Drop kedalam casing saat cement slurry akan mulai dipompakan,plug ini

didesain akan pecah pada lubang tengahnya setelah duduk di float colar dan menerima sedikit

tekanan lebih dikarnakan Bottom plug ini bagian tengahnya terbuat dari karet ataupun rubber

apabila diberi tekanan karet tersebut akan pecah, sehingga cement sllurry dapat mengalir

melewati bottom plug tersebut

  

Gambar 2.22.

Topplug dan Bottom Plug

2.7.      Prosedur Penyemenan

Page 37: Rumus Semen

            Prosedur kerja yang harus dilakukan sesuai dengan prosedur penyemen

diantaranya :

1.      prepare safety meeting with all personal on location

2.      Pump MCS spacer head

3.      Preasure test cementing line to 3000 Psi

4.      Pump MCS spacer

5.      Drop Bottom Plug

6.      Mix and Pump Lead

7.      Mix and Pump Tail

8.      Drop Top Plug

9.      Pump Displacement Fluid

10.  For bump the plug up to 500 psi above final pumping preasure

11.  Hold preasure for 10 min

12.  Bleed-off preasure and check the float

13.  Job complet

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1              Tempat dan Waktu pelaksanaan

Kegiatan penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 10 Maret 15 sampai dengan 25 April 2014

yang bertempat di PT.BAKER HUGHES,Jln Lintas Jambi-Tempino km 12 Kel Pondok meja

RT 05/02. Kec Jaluko Kab.Muaro JAMBI.

1.Kantor PT.BAKER HUGHES di Muaro Jambi

2.Laboratorium cementing Muaro Jambi

Page 38: Rumus Semen

3.Lokasi job PPS-01

3.2              Teknik Pengumpulan Data

Dalam pengumpulan data-data yang berhubungan dengan laporan tugas akhir ini penulis

menggunakan metode ddiantaranya

1.      Studi Pustaka

Mengumpulkan data atau informasi dengan cara mengutip dari beberapa buku-buku referensi

maupun modul-modul yang dapat menambah komposisi dari laporan. Dengan mengutip dari

buku cementing scool dan hand book engineering cementing.

2.      Observasi lapangan

Merupakan pengumpulan data dan informasi dengan cara melakukan pengamatan secara

langsung kelapangan untuk melihat semua proses pengoperasian serta cara kerja peralatan

yang digunakan dalam penyemenan.

3.      Diskusi dan Wawanacara

Merupakan kegiatan pengambilan data dengan cara bertanya dan diskusi secara langsung

dengan pembimbing dilapangan dan operator lapangan lainnya terkait dengan materi tugas

akhir yang diambil. Dengan menyatakan langsung kepada teknisi laboratorium ,operator

lapangan dan field supervisor hal yang berkaitan dengan pengujian slurry,peralatan

penyemenan,teknik penyemenan dan kalkullasi ataupun perhitungan slurry.

3.3.                 Pengolahan Data

Merupakan proses  pengolahan dari data-data yang diperoleh baik dari lapangan maupun sumber

reverensi lainnya, Adapun dalam tahapan-tahapannya dari beberapa perhitungan diantaranya

adalah sebagai berikut.

3.3.1        Menghitung capasitas casing

Untuk pertama kali perhitungan yang dilakukan dalam penyemenan urutannya sebagai

berikut:

1.      Perhitungan kapasitas annulus antara casing ID 20” dengan OD  dengan menggunakan

persamaan (2.1)

2.      Perhitungan kapasitas annulus dengan OH 17.86 dengan casing OD  dengan

menggunakan persamaan (2.1)

3.      Capasity Casing 

Page 39: Rumus Semen

Rumus =  X 0.005454

4.      Capasity OH 17.86

Rumus =OH    X0.005454

3.3.2        Menggunakan Kebutuhan Volume Slurry Pada Lead,Tail,Shoe Joint Dan

Displacement

Setelah melakukan perhitungan capasitas casing selanjutnya dilakukan perhitungan volume

slurry yang di butuhkan

1.      Perhitungan antara annulus casing   dengan casing 20 Lead Slurry mengguinakan

persamaan (2.2)

2.      Perhitungan TOT dengan OH lead slurry dengan menggunakan persamaan  (2.2)

3.      Perhitungan casing shoe sampai TOT menggunakan persamaan (2.2)

4.      Perhitungan pocket kedalamaan dari float shoe sampai float colar menggunakan persamaan

(2.3)

5.      Perhitungan displacement kedalam sumur dari floaat shoe sampai permukaan menggunakan

persamaan (2.3)

3.3.3        Menghitung kebutuhan material cement dan additive

Setelah kapasitas dan volume slurry di hitung dan di ketahui barulah kita dapat menghitung

berapa banyak semen(sack) air dan additive yang digunakan

1.      Perhitungan Sack  Cement yang dibutuhkan pada slurry lead menggunakan persamaan (2.4)

2.      Perhitungan Mx Water Lead 

Rumus =Total cement (sack) X mix water

3.      Perhitungan total Fluid Lead

Rumus =Total cement X Total fluida

4.      Perhitungan Sack Cement yang dibutuhkan pada slurru tail menggunakan persamaan (2.4)

5.      Perhitungan perhitungan Mix Water Tail

Rumus =Total Cement (Sack) X Mix Water

6.      Perrhitungan Total Fluid Tail

Page 40: Rumus Semen

Rumus = Total Cement X Total Fluida