TECHNOLOGI LUMPUR PEMBORAN

Lumpur Pemboran (Drilling Fluid, Drilling Mud)

Lumpur Pemboran (Drilling Fluid, Drilling Mud) merupakan salah satu sarana penting dalam operasi pemboran sumur-sumur minyak dan gas bumi untuk mencapai target yang direncaanakan. Ia berupa larutan (suspensi) berbagai bahan kimia dan mineral didalam air atau minyak dengan komposisi tertentu, sehingga nampak seperti lumpur dan karena itu diberi nama lumpur pemboran. Lumpur bor ini bekerja dengan jalan disirkulasikan meng-gunakan pompa lumpur (Mud Pump) yang kuat, masuk kedasar lubang melalui pipa bor dan naik kepermukaan melalui annulus (ruang antara pipa bor dan dinding sumur) sambil membawa tahi bor (cuttings). Dipermukaan terdaapat tangki-tangki pengendap dan alat-alat pemisah (Solid Control Equipment) untuk memisahkan dan membersihkan lumpur dari cuttings, untuk kemudian disrkulasikan kembali kedalam lubang bor. Tekanan dari pompa oleh lumpur ditransformasikan menjadi energi hydraulik yang dipakai untuk men-jalankan fungsi fungsi external seperti mengankut cutting, membersihkan bit, memutar mud motor dalam pemboran berarah. Disamping itu lumpur juga memiliki potensi energi yang berasal dari bahan-bahan kimia dan mineral yang dikandungnya (potensi fisiko-kimia) untuk menjalankan fungsi internal seperti menigkatkan kekentalan, berat jenis (tekanan hydrostatis), enkapsulasi (mencegah disinegrasi), gel strength (mencegah pengendapan cutting) dsb.

Fungsi Utama Lumpur Bor

1. Membersihkan drill cuttings dari dasar sumur. Kemampuan membersihkan ini dipengaruhi banyak variable seperti kadar zaat padat daalam lumpur (solid content), kadar filtrasi lumpur, tekanan pahat (weight on bit), kecepatan pompa, jenis pahat, ukuran nozzle.

2. Mengangkut cutting ke permukaan Ini merupakan fungsi vital lumpur, mengangkut cutting yang dihasilkan oleh pahat melaui annulus.Daya angkut ini terutama dipengaruhi oleh profil aliran lumpur (annular velocity profile), berat jenis, yield point serta gel strength.

3. Menjaga kestabilan lubang bor dengan menimbangi tekanan formasi. Tekanan hydrostatis lumpur yang tergantung dari berat jenis dan kedalaman lubang bor, harus sedikit lebih besar dari tekanan dari formasi agar gas dan cairan tidak menembus masuk kedalam lubang. Tetapi juga tidak boleh terlalu lebih besar karena lumpur akan hilang masuk kedalam formasi (lost circulation).

4. Mendinginkan dan melumasi pahat. Panas yang timbul karena gesekan pahat dengan batuan serta pipa bor dengan formasi cukup besar. Panas ini diserap oleh lumpur yang sekaligus juga melumasi pahat dan pipa bor dan mengurangi gesekan tersebut.

5. Membawa informasi untuk evaluasi formasi. Dari cutting yang dibawa oleh lumpur kepermukaan diketahui lapisan batuan disetiap

kedalaman: lempung, pasir, batu kapur dll. Analisa lumpur yang keluar juga membawa informasi-informasi lain seperti adanya air asin dan gas.

Karakeristik Lumpur Bor

Berbagai aditif sengaja ditambahkan kedalam lumpur untuk menghasilkan karakteristik (properties) tertentu yang diperlukan untuk menjalankan fungsinya. Lumpur bor harus bersifat thixotropis yaitu bersifat encer (cair) bila diaduk atau dipompa dan bila adukan/ pompa berhenti lumpur akan membentuk sifat seperti agar-agar (gel). Sifat ini diperlukan kalau sirkulasi terhenti karena kerusakan pompa misalnya, cuttings tetap tersangga tidak turun kedasar sumur dan meyebabkan pipa terjepit.

Karakteristik utama lumpur yang diperlukan untuk menjalankan fungsinya adalah Mud Weight (berat jenis) yang akan memberikan tekanan hydostatis kepada lumpur yang di-perlukan untuk mengimbangi tekanan formasi agar tidak terjadi blow-out ataupun hilang sirkulasi. Untuk itulah ditambahkan Barit sebagai bahan pemberat (weighting materials).

Lumpur pemboran juga mempunyai karakeristik filtrasi tertentu dimana bila ia kontak dengan dinding lubang bor sebagian air dari lumpur tersebut akan tersaring menembus dinding tersebut, sedangkan partikel partikel padatnya akan membentuk lapisan tipis (filter cake) yang menempel pada dinding lubang dan mencegah filtrat menembus lebih jauh kedalam formasi. Ini berguna agar dinding lubang tidak mudah gugur karena proses pembasahan.

Kekentalan (viscositas ) juga harus dimiliki ole lumpur bor agar ia mampu mengangkut cutting kepermukaan. Gel strength juga merupakan karakteristik lumpur yang penting yang mempengaruhi kemampuan membersihkan lubang dan mencegah pengendapan drill cuttings kedasar lubang.

Kadar padatan (solid content) terutama yang bersifat bentonitik (clay solids) yang berasal dari cutting yang terdispersi kedalam lumpur sangat berpengaruh terhadap kecepatan pemboran, pemakaian pahat, serta waktu pemboran. Solid content secara keseluruhan kecuali memperlamabat kecepatan bor, juga merangsang terjadinya jepitan pipa, menaikkan berat jenis yang tidak perlu serta menyebabkan kerusakaan pada formasi. Itulah sebabnya peralatan pebbersih (solim control equipment) seperti shale shaker, desander, desilter harus berfungsi maksimal agar program lumpur dapat berhasil.

Dengan kata lain lumpur bor harus memiliki sifat alir (rheologi) dan filtrasi yang dibutuhkan untuk menjalankan fungsinya.

Type-type Lumpur Pemboran.

Sesuai dengan lithologi dan stratigrafi yang berbeda-beda untuk setiap lapangan, serta tujuan pemboran yang berbeda-beda (eksplorasi, pengembangan, kerja ulang) kita mengenal type/ sistim lumput yang berbeda-beda pula.seperti:

1. Sistim Lumpur Tak Terdispersi (Non Dispersed). Termasuk diantaranya lumpur tajak untuk permukaan dan sumur dangkal dengan treatment yang sangat terbatas.

2. Sistim Lumpur Terdispersi untuk sumur yang lebih dalam yang membutuhkan berat jenis yang lebih tinggi atau kondisi lubanh yang problematis. Lumpur perlu didispersikan menggunakan dispersant seperti senyawa Lignosulfonat, Lignite serta Tannin

3. Lime Mud (Calcium Treated Mud), sistim Lumpur yang mengandalkan ion-ion Calcium untuk melindungi lapisan formasi shale yang mudah runtuh karena me-nyerap air.

4. Sistim Lumpur Air Garam yang mengandalkan larutan garam (NaCl, KCl)) untuk mengurangi pembasahan formasi oleh air.

5. Sistim Lumpur Polymer yang mengandalkan polymer-polymer seperti Poly Acrylate, Xanthan Gum, Cellulosa untuk melindungi formasi dan mencegah terlarutnya cuttings kedalam lumpur bor. Sistim ini dapat ditingkatkan kemam-puannya dengan menambahkan daram KCl atau NaCl, sehingga sistim ini disebut Salt Polymer System.

6. Oil Base Mud. Untuk membor lapisan formasi yang sangat peka terhadap air, digunakan sistim lumpur yang menggunakan minyak sebagai medium pelarut. Bahan-bahan kimia yang dipakai haruslah dapat larut atau kompatibel dengan minyak., berbeda dengan bahan kimia yang larut dalam air. Sistim Lumpur ini Sistim Lumpur ini sangat handal melindungi desintefrasi formasi, tahan suhu tinggi, akan tetapi kecuali mahal juga kurang ramah lingkungan

7. Sistim Lumpur Synthetis menggunakan fluida sintetis dar jenis ester, ether, dan poly alha olefin, untuk menggantikan minyak sebagai medium pelarut. Lumpur ini sekwaalitas dengan Oil Based Mud, ramah lingkungan, akan tetapi dianggap teralu mahal.

Bahan Kimia Lumpur

Seperti kita ketahui, berbagai aditif berupa bahan kimia (baik yang diproduksi khusus untuk keperluan lumpur pemboran maupun bahan kimia umum) dan mineral dibutuhkan untuk memberikan karakeristik pada lumpur pemboran. Bahan-bahan tesebut dapat diklasifikasi sebagai berikut:

1. Viscosifiers (bahan pengental) seperti Bentonite, CMC, Attapulgite dan polymer 2. Weighting Materials (Pemberat): Barite, Calcium Carbonate, Garam2 terlarut.

3. Thinners (Pengencer): Phosphates, Lignosulfonate, Lignite, Poly Acrylate 4. Filtrat Reducers : Starch, CMC, PAC, Acrylate, Bentonite, Dispersant 5. Lost Circulation Materials : Granular, Flake, Fibrous, Slurries 6. Aditif Khusus: Flocculant, Corrosion Control, Defoamer, pH Control, Lubricant

Majalah World Oil setiap beberapa sekali tahun menerbitkan edisi khusus Drilling Fluids Products Files yang memuat nama perusahaan, nama bahan kimia lumpur yang diproduksi serta fungsinya masing-masing dari seluruh Dunia. Dalam Edisi tahun 2000 tercatat lebih dari 100 perusahaan dengan ribuan merk dagang produk-produknya.

Di Indonesia sebagian produk-produk itu diimport dan sebagian diproduksi dalam negeri.

Mud Engineering dan Know How

Nampak dari uraian diatas bahwa untuk membuat program, formulasi serta pengelolaan serta evaluasi performance lumpur pemboran diperlukan pengetahuan dan keahlian tersendiri.

Mud Engineering adalah keahlian rekayasa dibidang lumpur pemboran yang berbasis ilmu-ilmu geologi, kimia, mekanikan fluida dan perminyakan. Cabang Engineering ini telah tumbuh bersama dengan keahlian-keahlian lain dalam industri pemboran minyak dan gas bumi dan proses alih teknologinya ke Indonesia sudah berjaalan sejak tahun tujuh puluhan. Disamping harus merekrut dan mendidik Mud Engineers, prusahaan lumpur juga harus memiliki laboratorium baik untuk penyiapan program lumpur menggunakan pilot testing, monitoring kwalitas lumpur dilapangan maupun untuk meneliti kwalitas produk-produk yang akan dipakai.

Pengetahuan tentang lumpur pemboran bukan hanya harus dikuasai oleh perusahaan Lumpur (Service Company) tetapi juga oleh Oil Company serta Drilling Contractor. Perlu diketahui bahwa meskipun Mud Company memiliki tangggung jawab yang besar, peralatan seperti Mud Pump, Solid Control Equipment adalah milik dan dioperasikan oleh Drilling Contractor. Program Lumpur dapat gagal apabila kedua pihak tersebut tidak memberikan kerjasama yang cukup.

Biaya Lumpur (Mud Cost)

Dibandingkan dengan jumlah biaya keseluruhan sebuah sumur, biaya lumpur hanyalah berkisar sekitar 8 10%. Biaya-biaya lain diantaranya:Sewa Menara Bor (Rig Rental Cost),

Pemakaian Pahat (Bit Cost), Pemakaian Pipa Serubumbung (Casing & Tubing Cost), Biaya Semen (Cementing Cost), Logging Cost dsb.

Namun demikian lumpur dapat memberikan pengaruh sampai 60 70% terhadap jumlah biaya tersebut. Formulasi dan penanganan lumpur yang tidak benar dapat mengakibatkan biaya keseluruhan membengkak. Sebagai contoh, kadar padatan (solid content) yang tak terkontrol menyebabkan kendala-kendala sbb:

1. Merangsang terjadinya stuck pipe (pipa terjepit) sehingga operasi pemboran terhenti dan Rig Rental Cost naik ditambah biaya melepasken jepitan,

2. Berat jenis Lumpur naik melebihi yang diperlukan, kemungkinan terjadi lost circulation yang juga akan menghentikan pemboran, menaikkan Rig Cost ditambah biaya pengatasannya makan yang cukup besar.

3. Kecepatan pemboran rendah, biaya pemakaian pahat (bit Cost) naik

Performance Lumpur yang rendah bahkan dapat berakibat fatal, misalnya bila sampai terjadi blow-out, atau pori-pori formasi tersumbat sehingga sumur tidak dapat diproduksi.

DIAGRAM SIRKULASI LUMPUR

LUMPUR PEMBORAN (DRILLING FLUID, MUD) Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang

dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. Di lapangan fluida dikenal sebagai "lumpur" (mud). Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran. Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut :

1. Mengangkat cutting ke permukaan. 2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string. 3. Memberi dinding lubang bor dengan mud cake. 4. Mengontrol tekanan formasi. 5. Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur

dihentikan sementara. 6. Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan. 7. Menahan sebagian berat drill pipe dan cutting (bouyancy efect). 8. Mengurangi effek negatif pada formasi. 9. Mendapatkan informasi (mud log, sampel log). 10. Media logging.

Komposisi lumpur pemboran. Komposisi lumpur pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasi yang

ditembus oleh mata bor. Ada dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :

Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusannya. Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi

dibawah permukaan separti masuknnya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai "kick"). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi maka akan menyebabkan semburan liar (blowout).

Lumpur umumnya campuran dari tanah liat (clay), biasanya bentonite, dan air yang digunakan untuk membawa cutting ke atas permukaan. Lumpur berfungsi sebagai lubrikasi dan medium pendingin untuk pipa pemboran dan mata bor. Lumpur merupakan komponen penting dalam pengendalian sumur (well-control), karena tekanan hidrostatisnya dipakai untuk mencegah fluida formasi masuk ke dalam sumur. Lumpur juga digunakan untuk membentuk lapisan solid sepanjang dinding sumur (filter-cake) yang berguna untuk mengontrol fluida yang hilang ke dalam formasi (fluid-loss).

Sistem yang paling penting di rig adalah sistem sirkulasi lumpur pemboran. lumpur pemboran dipompakan ke dalam pipa bor yang akan disemprotkan keluar melalui nozzle pada pahat dan kembali ke permukaan melalui ruang antara pipa dan lubang. Lumpur pemboran akan mengangkat potongan-potongan batu yang dibuat oleh pahat (disebut cuttings) ke permukaan. Hal ini mencegah penumpukan serbuk bor di dasar lubang. selama pemboran, lubang sumur selalu penuh terisi lumpur pemboran untuk mencegah mengalirnya fluida seperti air, gas atau minyak dari batuan bawah tanah ke lubang sumur.

Jika minyak atau gas dapat mengalir ke permukaan saat pemboran, akan menyebabkan kebakaran. Bahkan jika hanya air yang mengalir saja dapat menggugurkan lubang dan membuat kita kehilangan sumur. dengan adanya lumpur pemboran, fluida ini tertahan berada di dalam batuan. pemboran sumur di lepas pantai hampir sama dengan pemboran di daratan. Untuk sumur wildcat di lepas pantai, rig dinaikkan di atas barge, anjungan (platform) terapung, atau kapal yang dapat berpindah. apabila lapangan lepas pantai sudah ditentukan,

anjungan (platform) produksi akan dipasang untuk membor sumur-sumur lainnya dan memproduksi migas.

Karena lumpur pemboran menjaga agar migas tetap berada di dalam batuan, cadangan migas bawah tanah pun dapat dibor tanpa mengindikasikan adanya migas, sehingga diperlukan evaluasi sumur dengan cara menurunkan peralatan rekam wireline. Truk alat rekam dipanggil, menurunkan tabung berisi instrumen yang disebut sonde ke dalam lubang sumur. ketika sonde diangkat keluar lubang, instrumen akan merekam secara elektrik, suara dan radioaktif sifat-sifat batuan dan fluida yang dilaluinya. Pengukuran ini direkam pada kertas panjang bergaris yang disebut well log. well log ini memberi informasi tentang komposisi lapisan batuan, pori-pori, dan fluida yang mungkin ada di dalamnya.

Dari hasil pembacaan well log, sumur dapat saja ditutup dan ditinggalkan sebagai sumur kering atau diselesaikan untuk diproduksikan. pemasangan pipa produksi adalah cara awal menyelesaikan sumur. untuk memasang pipa, pipa baja panjang yang bergaris tengah besar (disebut selubung atau casing) dimasukkan ke dalam sumur. Semen basah dipompakan ke dalam ruang antara casing dan dinding sumur hingga mengeras untuk menjaga lubang sumur. pada kebanyakan sumur, pemasangan casing bertahap yang disebut casing program dilakukan sebagai berikut: bor sumur, pasang casing, bor lebih dalam, pasang casing lagi, bor lebih dalam lagi, dan pasang casing lagi.

Fungsi Lumpur Pemboran Menurut Preston L. Moore (1974), lumpur pemboran mulai dikenal pada sekitar tahun

1900-an bersamaan dengan dikenalnya pemboran rotari. Pada mulanya tujuan utama dari lumpur pemboran adalah untuk mengangkat serbuk bor secara kontinyu. Dengan berkembangnya zaman, banyak fungsi-fungsi tambahan yang diharapkan dari lumpur pemboran. Banyak additif dengan berbagai fungsi yang ditambahkan kedalamnya, menjadikan lumpur pemboran yang semula hanya berupa fluida sederhana menjadi campuran yang kompleks antara fluida, padatan dan bahan kimia.

Dari adanya perkembangan dalam penggunaan lumpur hingga saat ini, fungsi-fungsi utama dari lumpur pemboran yang diharapkan adalah sebagai berikut:

1) Mengendalikan tekanan formasi. 2) Mengangkat serbuk bor kepermukaan dan membersihkan dasar lubang bor. 3) Memberi dinding pada lubang bor dengan mud-cake. 4) Melumasi dan mendinginkan rangkaian pipa pemboran. 5) Menahan padatan dari formasi dan melepaskannya dipermukaan.

Masing-masing fungsi akan dijelaskan satu persatu. Dan dalam penulisan ini yang berkaitan erat dengan judul penulisan adalah fungsi yang nomor kedua dari kelima fungsi utama dari lumpur pemboran tersebut.

1. Mengendalikan Tekanan Formasi Tekanan formasi umumnya adalah sekitar 0,465 psi/ft. Pada tekanan yang normal, air

dan padatan pada pemboran telah dapat untuk menahan tekanan formasi ini. Untuk tekanan yang lebih kecil dari normal (sub-normal) densitas lumpur harus diperkecil supaya perolehan hilang lumpur atau loss circulation tidak terjadi. Tetapi sebaliknya untuk tekanan yang lebih besar dari tekanan normal maka penambahan barite sebagai pemberat perlu dilakukan.

2. Mengangkat Serbuk Bor ke Permukaan dan Membersihkan Dasar Lubang Bor. Pembersihan lubang bor adalah fungsi pokok dari lumpur pemboran. Fungsi ini juga

paling sering dilalaikan dan salah dinterpretasikan. Serbuk bor biasanya mempunyai SG sekitar 2,3 samapai 3,0 dan rata-rata adalah 2,5. Jika serbuk bor lebih berat dari lumpur, maka serbuk bor akan jatuh dengan kecepatan yang disebut dengan kecepatan slip.

Kecepatan slip dari serbuk bor dalam aliran fluida, dipengaruhi secara langsung oleh sifat fisik lumpur antara lain kekentalan fluida. Jadi jika kecepatan lumpur di annulus dibatasi oleh kemampuan pompa atau pembesaran lubang, maka lumpur perlu dikentalkan untuk mengurangi kecepatan slip serbuk bor agar lubang bor tetap bersih. Keberhasilan pengangkatan juga dipengaruhi oleh luasan permukaan atau bentuk daripada partikel serbuk bor, semakin besar luasan dari partikel, maka gaya angkat fluida meneruskan tenaga dorong dari pompa akan semakin bagus sehingga kecepatan slip serbuk bor juga bisa dikurangi dengan memperbaiki sifat-sifat fisik lumpur, disamping itu juga mengoptimalkan tekanan pemompaan. Bentuk fisik daripada partikel serbuk bor tergantung juga kepada jenis formasi yang ditembus.

Pada aliran laminer kecepatan fluida pada sisi dinding lubang bor sangatlah kecil sehingga efek torsi mudah terjadi karena ujung alirannya yang parabolik, hal ini akan menyebabkan serbuk bor mudah jatuh lagi ke dasar lubang bor, ini akan dapat menghambat berhasilnya pengangkatan serbuk bor. Pengangkatan serbuk bor akan mendapatkan hasil yang lebih bagus dengan menggunakan aliran turbulen, karena distribusi kecepatannya datar bukan parabolik seperti pada aliran laminer.

Kekurangannya adalah mudah terjadi pengikisan lubang bor bila formasi yang ditembus tidak kompak, hal ini akan mengakibatkan runtuhnya dinding lubang bor yang menyebabkan semakin mengendapnya serbuk bor dan tidak terangkatnya serbuk bor dengan baik.

Lumpur dasar air dapat dikentalkan dengan menambahkan bentonite, dengan menambahkan banyak padatan, dengan flokulasi padatan atau dengan additif khusus. Jadi ada beberapa pilihan, dan penentuan pilihan tergantung dari tujuan lain yang ingin dicapai. Bentonite adalah pilihan yang murah, tetapi jika ada masalah hilang air, maka harus ditambah pengencer untuk mencegah flokulasi.

Hasil yang didapat mungkin hanyalah sedikit penambahan pada kapasitas pengangkatan dan masalah dalam lubang tetap terjadi. Penambahan banyak padatan akan menaikkan densitas, pilihan ini tidak dianjurkan jika tidak digunakan untuk tujuan mengontrol tekanan. Penerapan flokulasi lumpur adalah pilihan yang mudah dan murah, tetapi juga dibatasi oleh masalah hilang air. Additif khusus mungkin merupakan pilihan yang paling tepat, tetapi hal ini akan menaikkan biaya lumpur.

Lumpur pemboran yang baik untuk pembersihan dasar sumur apabila memiliki karakteristik mengencer akibat gesekan (shear thining) yang baik, karena semakin bersih lubang bor berarti semakin bagus pula pengangkatan serbuk bornya sampai kepermukaan.

3. Memberi dinding Pada Lubang Bor Dengan Mud Cake. Lumpur akan membuat mud cake atau lapisan zat padat tipis didinding formasi

permeabel (lulus air), pembentukan mud cake ini akan menyebabkan tertahannya aliran fluida masuk ke formasi (adanya aliran yang masuk yaitu cairan plus padatan menyebabkan padatan tertinggal/tersaring). Mud Cake yang dikehendaki adalah mud cake yang tipis karena dengan demikian lubang bor tidak dipersempit dan cairan tidak banyak yang hilang. Sifat wall building ini dapat diperbaiki dengan penambahan :

a. Sifat koloid drilling mud dengan bentonite. b. Memberi zat kimia untuk memperbaiki distribusi zat padat dalam lumpur dan memperkuat

mud cake.

4. Melumasi dan Mendinginkan Pahat. Panas yang ditimbulkan terjadi karena gesekan pahat serta drillstring dengan formasi.

Konduksi formasi umumnya kecil, sehingga sukar sekali menghilangkan panas dalam waktu cepat, tetapi umumnya dengan adanya aliran lumpur telah cukup untuk mendinginkan sistem

serta melumasi pahat. Umur pahat bisa lebih lama sehingga biaya pergantian pahat bisa ditekan, karena dengan tertembusnya formasi yang cukup keras, kalau tidak terlumasi dengan baik, bit akan cepat tumpul sehingga daya tembusnya menjadi lambat dan memperlambat proses pemboran.

5. Menahan Padatan Dari Formasi dan Melepaskannya di Permukaan. Lumpur pemboran yang baik mempunyai sifat tixotropi yang menyebabkan partikel-

partikel padatan dapat dibawa sampai kepermukaan, dan menahannya didalam lumpur selama sirkulasi berhenti. Kemampuan lumpur untuk menahan serbuk bor selama sirkulasi dihentikan terutama tergantung terhadap gel strength, dengan cairan menjadi gel tekanan terhadap gerakan serbuk bor kebawah dapat dipertinggi. Serbuk bor dapat ditahan agar tidak turun kebawah, karena bila ia mengendap dibawah bisa menyebabkan akumulasi serbuk bor dan pipa akan terjepit. Selain itu ini akan memperberat kerja pompa untuk memulai sirkulasi kembali. Tetapi gel yang terlalu besar akan berakibat buruk juga, karena akan menahan permbuangan serbuk bor dipermukaan (selain pasir). Penggunaan alat seperti desander dan shale shaker dapat membantu pengambilan serbuk bor dari lumpur dipermukaan. Patut ditambahkan bahwa pasir harus dibuang dari lumpur karena sifatnya yang abrassive pada pompa, sambungan-sambungan

Pemeliharaan Pompa-pompa di Rig Pemboran Pompa lumpur adalah suatu alat untuk memompakan cairan dengan mengubahtenaga

mekanis menjadi tenaga hidrolis. Fungsinya untuk memberikan dayahidrolis berupa tekanan dan volume aliran/debit lumpur, dengan mengalirkanlumpur dari tangki melalui manifold stand pipe masuk ke drill string, menuju ke nozzle pahat dengan mengefektifkan jet velosity-nya. Kemudian dengan tekananyang dihasilkan oleh pompa lumpur, cairan pemboran akan membawa serbuk bordari dasar lubang menuju permukaan melalui annulus.

Sedangkan prinsip kerja pompa triplex single acting itu sendiri adalahdengan satu kali gerakan bolak-balik akan menghasilkan satu kali kerja. Dimana pada saat piston bergerak ke belakang terjadi langkah pengisapan sehingga liner terisi oleh cairan. Karena pompa triplex bekerja cepat maka pengisian liner dilakukan oleh pompa centrifugal sebagai super charging-nya. Sedangkan pada saat piston bergerak ke depan, maka terjadi langkah penekanan (discharge) sehingga volume cairan yang ada di salam liner terdorong keluar menuju discharge manifold.

Tipe Lumpur Pemboran Sesuai dengan lithologi dan stratigrafi yang berbeda-beda untuk setiap lapangan, serta

tujuan pemboran yang berbeda-beda (eksplorasi, pengembangan, kerja ulang) kita mengenal type/ sistim lumput yang berbeda-beda pula, seperti :

1) Sistim Lumpur Tak Terdispersi (Non Dispersed). Termasuk diantaranya lumpur tajak untuk permukaan dan sumur dangkal dengan treatment yang sangat terbatas.

2) Sistim Lumpur Terdispersi untuk sumur yang lebih dalam yang membutuhkan berat jenis yang lebih tinggi atau kondisi lubanh yang problematis. Lumpur perlu didispersikan menggunakan dispersant seperti senyawa Lignosulfonat, Lignite serta Tannin

3) Lime Mud (Calcium Treated Mud), sistim Lumpur yang mengandalkan ion-ion Calcium untuk melindungi lapisan formasi shale yang mudah runtuh karena me-nyerap air.

4) Sistim Lumpur Air Garam yang mengandalkan larutan garam (NaCl, KCl)) untuk mengurangi pembasahan formasi oleh air.

5) Sistim Lumpur Polymer yang mengandalkan polymer-polymer seperti Poly Acrylate, Xanthan Gum, Cellulosa untuk melindungi formasi dan mencegah terlarutnya cuttings

kedalam lumpur bor. Sistim ini dapat ditingkatkan kemam-puannya dengan menambahkan daram KCl atau NaCl, sehingga sistim ini disebut Salt Polymer System.

6) Oil Base Mud. Untuk membor lapisan formasi yang sangat peka terhadap air, digunakan sistim lumpur yang menggunakan minyak sebagai medium pelarut. Bahan-bahan kimia yang dipakai haruslah dapat larut atau kompatibel dengan minyak., berbeda dengan bahan kimia yang larut dalam air. Sistim Lumpur ini Sistim Lumpur ini sangat handal melindungi desintefrasi formasi, tahan suhu tinggi, akan tetapi kecuali mahal juga kurang ramah lingkungan

7) Sistim Lumpur Synthetis menggunakan fluida sintetis dar jenis ester, ether, dan poly alha olefin, untuk menggantikan minyak sebagai medium pelarut. Lumpur ini sekwaalitas dengan Oil Based Mud, ramah lingkungan, akan tetapi dianggap teralu mahal.

Bahan Kimia Lumpur Seperti kita ketahui, berbagai aditif berupa bahan kimia (baik yang diproduksi khusus

untuk keperluan lumpur pemboran maupun bahan kimia umum) dan mineral dibutuhkan untuk memberikan karakeristik pada lumpur pemboran. Bahan-bahan tesebut dapat diklasifikasi sebagai berikut:

1) Viscosifiers (bahan pengental) seperti Bentonite, CMC, Attapulgite dan polymer 2) Weighting Materials (Pemberat): Barite, Calcium Carbonate, Garam2 terlarut. 3) Thinners (Pengencer): Phosphates, Lignosulfonate, Lignite, Poly Acrylate 4) Filtrat Reducers : Starch, CMC, PAC, Acrylate, Bentonite, Dispersant 5) Lost Circulation Materials : Granular, Flake, Fibrous, Slurries 6) Aditif Khusus: Flocculant, Corrosion Control, Defoamer, pH Control, Lubricant

TECHNOLOGI LUMPUR PEMBORAN

Pengantar

Lumpur Pemboran (Drilling Fluid, Drilling Mud) merupakan salah satu sarana pentingdalam operasi pemboran sumur-sumur minyak dan gas bumi untuk mencapai target yangdirencaanakan. Ia berupa larutan (suspensi) berbagai bahan kimia dan mineral didalam air atau minyak dengan komposisi tertentu, sehingga nampak seperti lumpur dan karena itudiberi nama lumpur pemboran. Lumpur bor ini bekerja dengan jalan disirkulasikan meng-gunakan pompa lumpur (Mud Pump) yang kuat, masuk kedasar lubang melalui pipa bor dan naik kepermukaan melalui annulus (ruang antara pipa bor dan dinding sumur) sambilmembawa tahi bor (cuttings). Dipermukaan terdaapat tangki-tangki pengendap dan alat-alat pemisah (Solid Control Equipment) untuk memisahkan dan membersihkan lumpur dari cuttings, untuk kemudian disrkulasikan kembali kedalam lubang bor. Tekanan dari pompa oleh lumpur ditransformasikan menjadi energi hydraulik yang dipakai untuk men- jalankan fungsi fungsi external seperti mengankut

cutting, membersihkan bit, memutar mud motor dalam pemboran berarah. Disamping itu lumpur juga memiliki potensi energiyang berasal dari bahan-bahan kimia dan mineral yang dikandungnya (potensi fisiko-kimia) untuk menjalankan fungsi internal seperti menigkatkan kekentalan, berat jenis( tekanan hydros ta t is) , enkapsulas i (mencegah di s inegrasi ) , gel s t rength (mencegah pengendapan cutting) dsb.

Fungsi Utama Lumpur Bor 1. Mengangkat cutting dari dalam lubang bor dan mengendapkannya ketika dipermukaan.

Cutting/kotoran harus diangkat dan dibersihkan dari dasar lubang bor agar mata bor beserta rangkaiannya tidak terjepit akibat penumpukan cutting di dalam lubang. Kemudian cutting tersebut akan diendapkan di settling sump atau bak pengendapan Lumpur yang ada (dibuat) di permukaan tanah.

2. Mendinginkan mata bor/bit. Salah satu effect dari putaran dan tekanan yang dialami mata bor adalah terjadinya panas. Jika tidak ada pendingin, maka mata bor akan terbakar.

3. Meminimalkan gesekan antara pipa bor dengan dinding lubang bor. Lumpur pemboran mengisi lubang annulus, yaitu ruangan antara rangkaian pipa bor dengan dinding lubang. Jadi lumpur akan berfungsi sebagai lubrikasi atau pelumas sehingga mengurangi gesekan antara pipa dengan dinding lubang bor.

4. Menahan dinding lubang bor agar tidak runtuh. Agar dinding lubang bor tidak runtuh maka tekanan lubang bor harus lebih besar dari pada tekanan formasi. Jika tekanan dari formasi lebih besar dari tekanan lubang bor, maka dinding lubang bor akan runtuh (collapse). Lumpur pemboran akan menjaga agar tekanan lubang bor lebih besar dari tekanan formasi.

5. Sebagai media informasi. Dari sirkulasi & cutting yang keluar, kita bisa mengetahui formasi batuan yang dibor.

6. Menahan cutting agar tidak mengendap ke dasar lubang bor ketika sirkulasi berhenti.

Pada saat sirkulasi berhenti, misalnya saat mengambil inner tube atau menyambung pipa maka Lumpur pemboran akan menahan/menghambat pengendapan kembali kotoran/cutting ke dasar lubang bor. Kecepatan pengendapan cutting ini tergantung dari kekentalan lumpur pemboran, berat jenis cutting dan besar butir cutting tersebut.

Karakeristik Lumpur Bor

Berbagai aditif sengaja ditambahkan kedalam lumpur untuk menghasilkan karakteristik (properties) tertentu yang diperlukan untuk menjalankan fungsinya. Lumpur bor harus bersifat thixotropis yaitu bersifat encer (cair) bila diaduk atau dipompa dan bila adukan/ pompa berhenti lumpur akan membentuk sifat seperti agar-agar (gel). Sifat ini diperlukankalau sirkulasi terhenti karena kerusakan pompa misalnya, cuttings tetap tersangga tidak turun kedasar sumur dan meyebabkan pipa terjepit.Karakteristik utama lumpur yang diperlukan untuk menjalankan fungsinya adalah MudWeight (berat jenis) yang akan memberikan tekanan hydostatis kepada lumpur yang di- perlukan untuk mengimbangi tekanan formasi agar tidak terjadi blow-out ataupun hilangsirkulasi. Untuk itulah ditambahkan Barit sebagai bahan pemberat (weighting materials).Lumpur pemboran juga mempunyai karakeristik filtrasi tertentu dimana bila ia kontak dengan dinding lubang bor sebagian air dari lumpur tersebut akan tersaring menembusdinding tersebut, sedangkan partikel partikel padatnya akan membentuk lapisan tipis(filter cake) yang menempel pada dinding lubang dan mencegah filtrat menembus lebih jauh kedalam formasi. Ini berguna agar dinding lubang tidak mudah gugur karena proses pembasahan.Kekentalan (viscositas ) juga harus dimiliki ole lumpur bor agar ia mampu mengangkutcutting kepermukaan. Gel strength juga merupakan karakteristik lumpur yang pentingyang mempengaruhi kemampuan membersihkan lubang dan mencegah pengendapandrill cuttings kedasar lubang.Kadar padatan (solid content) terutama yang bersifat bentonitik (clay solids) yang berasaldari cutting yang terdispersi kedalam lumpur sangat berpengaruh terhadap kecepatan pemboran, pemakaian pahat, serta waktu pemboran. Solid content secara keseluruhankecuali memperlamabat kecepatan bor, juga merangsang terjadinya jepitan pipa,menaikkan berat jenis yang tidak perlu serta menyebabkan kerusakaan pada formasi.Itulah sebabnya peralatan pebbersih (solim control equipment) seperti shale shaker,desander, desilter harus berfungsi

maksimal agar program lumpur dapat berhasil.Dengan kata lain lumpur bor harus memiliki sifat alir (rheologi) dan filtrasi yangdibutuhkan untuk menjalankan fungsinya.

Type-type Lumpur Pemboran. Sesuai dengan lithologi dan stratigrafi yang berbeda-beda untuk setiap lapangan, sertatujuan pemboran yang berbeda-beda (eksplorasi, pengembangan, kerja ulang) kitamengenal type/ sistim lumput yang berbeda-beda pula.seperti:

1. Sistim Lumpur Tak Terdispersi (Non Dispersed).Termasuk diantaranya lumpur tajak untuk permukaan dan sumur dangkal dengantreatment yang sangat terbatas.

2. Sistim Lumpur Terdispersi untuk sumur yang lebih dalam yang membutuhkan berat jenis yang lebih tinggi atau kondisi lubanh yang problematis. Lumpur perludidispersikan menggunakan dispersant seperti senyawa Lignosulfonat, Ligniteserta Tannin

3. Lime Mud (Calcium Treated Mud), sistim Lumpur yang mengandalkan ion-ionCalcium untuk melindungi lapisan formasi shale yang mudah runtuh karena me-nyerap air.

4. Sistim Lumpur Air Garam yang mengandalkan larutan garam (NaCl, KCl)) untuk mengurangi pembasahan formasi oleh air.

5. Sistim Lumpur Polymer yang mengandalkan polymer-polymer seperti PolyAcrylate, Xanthan Gum, Cellulosa untuk melindungi formasi dan mencegahterlarutnya cuttings kedalam lumpur bor. Sistim ini dapat ditingkatkan kemam- puannya dengan menambahkan daram KCl atau NaCl, sehingga sistim ini disebutSalt Polymer System.

6. Oil Base Mud. Untuk membor lapisan formasi yang sangat peka terhadap air,digunakan sistim lumpur yang menggunakan minyak sebagai medium pelarut.Bahan-bahan kimia yang dipakai haruslah dapat larut atau kompatibel denganminyak., berbeda dengan bahan kimia yang larut dalam air. Sistim Lumpur iniSistim Lumpur ini sangat handal melindungi desintefrasi formasi, tahan suhutinggi, akan tetapi kecuali mahal juga kurang ramah lingkungan.

7. Sistim Lumpur Synthetis menggunakan fluida sintetis dar jenis ester, ether, dan poly alha olefin, untuk menggantikan minyak sebagai medium pelarut. Lumpur ini sekwaalitas dengan Oil Based Mud, ramah lingkungan, akan tetapi dianggapteralu mahal.

Bahan Kimia Lumpur Seperti kita ketahui, berbagai aditif berupa bahan kimia (baik yang diproduksi khususuntuk keperluan lumpur pemboran maupun bahan kimia umum) dan mineral dibutuhkanuntuk memberikan karakeristik pada lumpur pemboran. Bahan-bahan tesebut dapatdiklasifikasi sebagai berikut:

1. Viscosifiers (bahan pengental) seperti Bentonite, CMC, Attapulgite dan polymer

2. Weighting Materials (Pemberat): Barite, Calcium Carbonate, Garam2 terlarut.

3. Thinners (Pengencer): Phosphates, Lignosulfonate, Lignite, Poly Acrylate 4. Filtrat Reducers : Starch, CMC, PAC, Acrylate, Bentonite, Dispersant 5. Lost Circulation Materials : Granular, Flake, Fibrous, Slurries 6. Aditif Khusus: Flocculant, Corrosion Control, Defoamer, pH Control,

Lubricant

Majalah World Oil setiap beberapa sekali tahun menerbitkan edisi khusus DrillingFluids Products Files yang memuat nama perusahaan, nama bahan kimia lumpur yangdiproduksi serta fungsinya masing-masing dari seluruh Dunia. Dalam Edisi tahun 2000tercatat lebih dari 100 perusahaan dengan ribuan merk dagang produk-produknya.Di Indonesia sebagian produk-produk itu diimport dan sebagian diproduksi dalam negeri.

Mud Engineering dan Know How Nampak dari uraian diatas bahwa untuk membuat program, formulasi serta

pengelolaanserta evaluasi performance lumpur pemboran diperlukan pengetahuan dan keahl iantersendiri.

Mud Engineering adalah keahlian rekayasa dibidang lumpur pemboran yang berbasisilmu-ilmu geologi, kimia, mekanikan fluida dan perminyakan. Cabang Engineering initelah tumbuh bersama dengan keahlian-keahlian lain dalam industri pemboran minyak dan gas bumi dan proses alih teknologinya ke Indonesia sudah berjaalan

sejak tahun tujuh puluhan. Disamping harus merekrut dan mendidik Mud Engineers, prusahaan lumpur juga harus memiliki laboratorium baik untuk penyiapan program lumpur menggunakan pilot testing, monitoring kwalitas lumpur

dilapangan maupun untuk meneliti kwalitas produk-produk yang akan dipakai.Pengetahuan ten tang lumpur pemboran bukan hanya harus dikuasai oleh perusahaanLumpur (Service Company) tetapi juga oleh Oil Company serta Drilling Contractor. Perlud iketahui bahwa meskipun Mud Company memil iki tangggung jawab yang besar , peralatan seperti Mud Pump, Solid Control Equipment adalah milik dan dioperasikanoleh Drilling Contractor. Program Lumpur dapat gagal apabila kedua pihak tersebut tidak memberikan kerjasama yang cukup.

Biaya Lumpur (Mud Cost) Dibandingkan dengan jumlah biaya keseluruhan sebuah sumur, biaya lumpur hanyalah berkisar sekitar 8 10%. Biaya-biaya lain diantaranya:Sewa Menara Bor (Rig RentalCost), Pemakaian Pahat (Bit Cost), Pemakaian Pipa Serubumbung (Casing & TubingCost), Biaya Semen (Cementing Cost), Logging Cost dsb. Namun demikian lumpur dapat memberikan pengaruh sampai 60 70% terhadap jumlah biaya tersebut. Formulasi dan penanganan lumpur yang tidak benar dapat mengakibatkan biaya keseluruhan membengkak. Sebagai contoh, kadar padatan (solid content) yang tak terkontrol menyebabkan kendala-kendala sbb:

1. Merangsang terjadinya stuck pipe (pipa terjepit) sehingga operasi pemboranterhenti dan Rig Rental Cost naik ditambah biaya melepasken jepitan,

2. Berat jenis Lumpur naik melebihi yang diperlukan, kemungkinan terjadi lostcirculation yang juga akan menghentikan pemboran, menaikkan Rig Costditambah biaya pengatasannya makan yang cukup besar.

3. Kecepatan pemboran rendah, biaya pemakaian pahat (bit Cost) naik.

Performance Lumpur yang rendah bahkan dapat berakibat fatal, misalnya bila sampaiterjadi blow-out, atau pori-pori formasi tersumbat sehingga sumur tidak dapat diproduksi.

PENYEMENAN 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 (seperti torsi yang tinggi dan lain-lain), 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 adalah proses penyemanan yang dilakukan pertama kali setelah casing di turunkan ke dalam lubang bor. Sedangkan secondary cementing adalah penyemenan yang dilakukan dikarenakan tidak sempurnanya penyemenan pertama (gagal).

Penyemenan sumur digolongkan menjadi dua bagian : Pertama, primary cementing, yaitu penyemenan pada saat sumur sedang dibuat. Sebelum penyemenan ini dilakukan, casing dipasang dulu sepanjang lubang sumur. Campuran semen (semen + air + aditif) dipompakan ke dalam annulus (ruang/celah antara dua tubular yang berbeda ukuran, bisa casing dengan lubang sumur, bisa casing dengan casing). Fungsi utamanya untuk pengisolasian berbagai macam lapisan formasi sepanjang sumur agar tidak saling berkomunikasi. Fungsi lainnya menahan beban aksial casing dengan casing berikutnya, menyokong casing dan menyokong lubang sumur (borehole). Kedua, remedial cementing, yaitu penyemenan pada saat sumurnya sudah jadi. Tujuannya bermacam-macam, bisa untuk mereparasi primary cementing yang kurang sempurna, bisa untuk menutup berbagai macam lubang di dinding sumur yang tidak dikehendaki (misalnya lubang perforasi yang akan disumbat, kebocoran di casing, dsb.), dapat juga untuk menyumbat lubang sumur seluruhnya. Semen yang digunakan adalah semen jenis Portland biasa. Dengan mencampurkannya dengan air, jadilah bubur semen (cement slurry). Ditambah dengan berbagai macam aditif, properti semen dapat divariasikan dan dikontrol sesuai yang dikehendaki.

Semen, air dan bahan aditif dicampur di permukaan dengan memakai peralatan khusus. Sesudah menjadi bubur semen, lalu dipompakan ke dalam sumur melewati casing. Kemudian bubur semen ini didorong dengan cara memompakan fluida lainnya, seringnya lumpur atau air, terus sampai ke dasar sumur, keluar dari ujung casing masuk lewat annulus untuk naik kembali ke permukaan. Diharapkan seluruh atau sebagian dari annulus ini akan terisi oleh bubur semen. Setelah beberapa waktu dan semen sudah mengeras, pemboran bagian sumur yang lebih dalam dapat dilanjutkan.

Macam-Macam Sistem Primary Cementing Terdapat beberapa sistem dalam penyemenan utama, dan itu semua tegantung dari kondisi dan jenis casing yang akan disemen. 1. Penyemenan Poor Boy Yaitu penyemenan dengan menggunakan Tubing sebagai pengantar Cement Slurry kedalam lubang sumur, biasanya dipakai untuk penyemenan Stove Pipe dan Conductor Casing .Pada Stove Pipe dengan memasang Pipa Tubing pada annulus lubang yang pertama dibor dengan Stove Pipe, sedangkan untuk Conductor Casing dengan memasukkan Pipa Tubing kedalam Casing dan digantung dengan Cementing Head.

2. Penyemenan Dengan Stinger Yaitu penyemenan dengan menggunakan Stinger dan Drill Pipe (DP), sedangkan Shoe yang dipakai adalah Duplex Shoe. Biasanya dipakai untuk penyemanan Conductor Casing karena Casing ini memiliki ukuran diameter besar sehingga dengan system ini diperlukan volume displace sedikit ( sepanjang DP) dan waktunya lebih cepat 3 Penyemenan Perkins Yaitu penyemenan dengan menggunakan Bottom dan Top Plug,pada ujung Casing dipasang Float Shoe dan Float Collar, sedangkan pada puncak Casing dipasang Plug Container/Cementing Head. Biasanya untuk penyemanan Surface,Intermediate dan Production Casing. 4 Penyemenan Multi Stage Yaitu penyemenan Casing dalam satu trayek dilakukan lebih dari satu kali dengan cara bertahap/bertingkat, menggunakan peralatan khusus yaitu DSCC, Plugs khusus, dan Float Collar khusus. Pertimbangan dilakukan penyemenan Multi Stage adalah Casing yang disemen panjang dan atau adanya zona loss pada lubang sumur tersebut. Biasanya untuk penyemenan Intermediate dan Production Casing.

Fungsi Semen Penyemenan adalah proses pendorongan bubur semen ke dalam casing dan naik ke annulus yang kemudian didiamkan sampai semen tersebut mengeras hingga mempunyai sifat melekat baik terhadap casing maupiun formasi. Secara lebih spesifik, fungsi penyemenan dalam suatu pemboran adalah : 1. Melindungi casing / liner dari tekanan yang dating dari bagian luar casing yang dapat menimbulkan collapse (mengkerut) 2. Mencegah adanya migrasi fluida yang tidak diinginkan dari satu formasi ke formasi yang lain.

3. Melindungi casing dari fluida yang bersifat korosif

Untuk memenuhi Fungsi-fungsi tersebut di atas, maka semen pemboran harus memenuhi beberapa syarat :

1. Semen setelah ditempatkan harus mempunyai kekuatan atau strength yang cukup besar dalam waktu tertentu

2. Semen harus memberikan daya ikat casing dengan formasi yang cukup baik. 3. Semen tidak boleh terkontaminasi dengan fluida formasi ataupun dengan fluida pendorong. 4. Semen harus impermeable (permeabilitas harus nol)

Komposisi Kimia Pembuatan Semen Semen yang digunakan dalam industry perminyakan adalah semen Portland, kemudian dikembangkan oleh joseph aspdin tahun 1824. Disebut Portland karena asal mula bahannya berasal dari pulau Portland Inggris. Semen ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras apabila bertemu atau bercampur dengan air. Semen Portland mempunyai 4 komponen mineral utama, yaitu :

1.Tricalcium silicate (3CaO SiO2 ) Dinotasikan sebagai C3S yang dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2 da merupakan komponen terbanyak dalam Portland semen, sekitar 40-45% untuk semen yang lambat proses pengerasannya, dan 60-65% untuk semen yang cepat proses pengerasannya. Komposisi ini memberikan strength yang terbesar pada awal pengerasan. 2.Dicalcium Silicate (2CaO SiO2)

Dinotasikan sebagai C2S yang juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2, memberi pengaruh terhadap strength semen akhir. C2S menghidrasi sangat lambat sehingga tidak berpengaruh dengan setting time semen, tetapi sangat berpengaruh dalam kekuatan semen lanjut dan kadarnya tidak lebih dari 20%.

3. Tricalcium Aluminate (3CaO Al2 O3 ) Dinotasikan sebagai C3A yang terbentuk dari reaksi CaO dan AL2O3 kadarnya 15% untuk high early Strength dan 3% untuk terhadap kandungan sulfate, namun berpengaruh terhadap rheologi suspense dan membantu proses pengerasan awal semen. 4.Tetracalcium Aluminoferrite (4CaO AL2O3 Fe2o3) Dinotasikan sebagai C3AF yang terbentuk dari reaksi CaO2Al2O3 dan Fe2O3. Kadarnya tidak boleh lebih dari 24% untuk semen yang tahan terhadap kandungan sulfate tinggi. Penambahan oksida besi yang berlebihan akan menaikan kadar C4AF dan menurunkan kadar C3A dan menurunkan panas hasil reaksi /hidrasi C2S dan C3S.

Klasifikasi 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. Klasifikasi semen yang dilakukan API terdiri dari: Semen kelas A ini digunakan dari kedalaman 0 (permukaan) sampai 6.000 ft. semen ini terdapat dalam tipe biasa (ordinary type) saja, dan mirip dengan semen ASTM C-150 tipe I.

Semen kelas B digunakan dari kedalaman 0 sampai 6.000 ft, dan tersedia dalam jenis yang tahan terhadap kandungan sulfat menengah dan tinggi (moderate dan high sulfate resistant)

Semen kelas C digunakan dari kedalaman 0 sampai 6.000 ft, dan mempunyai sifat high-early strength (proses pengerasannya cepat) semen ini tersedia dalam jenis moderate dan high sulfate resistant.

Semen kelas D digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft 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

Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft 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

Semen kelas F digunakan untuk kedalaman dari 10.000 ft sampai 16.000 ft, dan untuk kondisi sumur yang mempunyai tekanan dan temperature tinggi. Semen ini tersedia dalam jenis high sulfate resistant.

Semen kelas G digunakan dari kedalaman 0 sampai 8.000 ft, dan merupakan semen dasar. Bila ditambahkan retarder semen ini dapat dipakai untuk sumur