ultrasonic cement analyzer by fann.doc

ULTRASONIC CEMENT ANALYZER by

FANN

Nama : Aldi Iqbal.R

NIM:1302025

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Proses cementing sangat penting dalam pembangunan rig, entah itu rig

onshore ataupun offshore. Proses sementing berguna untuk melindungi casing

didalam lubang bor dan agar casing tidak goyang. Pada umumnya, penyemenan

berfungsi untuk melekatkan casing pada dinding lubang bor, melindungi casing

dari masalah masalah teknis sewaktu proses pemboran berlangsung seperti torque

yg tinggi,melindungi casing dari fluida yang bersifat korosif dan untuk

memisahkan zona yg lain di belakang casing.

Penyemenan merupakan factor penting yg akan menunjang pada operasi

pemboran pada trayek dan dapat mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan

teknis pada operasi pemboran.

1.2. Rumusan Masalah

1. apa alat yang biasa digunakan dalam proses cementing

2. Cara melakukan penyemenan di dalam rig

3. apa alat instrument yang digunakan dalam proses cementing

1.3. Tujuan

1. mengetahui apa alat yg biasa digunakan dalam proses cementing

2. mengetahui cara melakukan penyemenan di dalam rig

3. mengetahui alat instrument yang digunakan dalam proses cementing

1.4. Referensi

Dalam Laporan ini saya menggunakan standar API Spec 10.

BAB II

SISTEM PENYEMENAN

( CEMENTING SYSTEM )

1. TEORI DASAR

Penyemenan suatu sumur merupakan salah satu faktor yang tidak kalah

pentingnya dalam suatu operasi pemboran. Berhasilnya atau tidaknya suatu

pemboran, diantaranya tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur

tersebut. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian,

yaitu :

1. Peralatan di atas permukaan (surface equipment)

2. Peralatan di bawah permukaan (subsurface equipment)

1.1 Peralatan Diatas Permukaan

Peralatan penyemenan di atas permukaan meliputi :

a. Cementing unit

Adalah suatu unit pompa yang mempunyai fungsi untuk memompakan bubur

semen dan lumpur pendorong dalam proses penyemenan.

Cementing unit terdiri dari :

o Tangki semen : untuk menyimpan semen kering.

o Hopper : untuk mengatur aliran dari semen kering dan air yang

ditempatkan bersama-sama dalam hopper, sehingga akan

menghasilkan bubur semen yang benar-benar homogen.

o Jet Mixer : untuk mengaduk semen kering dan air yang ditempatkan

bersam-sama dalam hopper, sehingga akan menghasilkan bubur semen

yang benar-benar homogen.

o Motor penggerak pompa dan pompa : berfungsi untuk memompa

bubur semen.

Jenis-jenis cementing unit :

1. Truck mounted cementing unit

2. Marine cementing unit

3. Skit mounted cementing unit

b. Flow line

Merupakan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan bubur semen yang

dipompakan dari cementing unit ke cementing head.

c. Cementing head

Berfungsi untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk ke lubang bor.

Ada dua type cementing head, yaitu :

1. Mac clatchie cementing head. Merupakan type cementing head yang cara

penggunaannya (pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug) dengan

jalan membuka dan memasang kembali.

2. Plug container. Type ini lebih praktis dari mac clatchie, karena pada plug

container ini memasangnya top plug dan bottom plug tidak perlu

membukanya, akan tetapi sudah terpasang sebelumnya.

1.2 Peralatan Dibawah Permukaan

Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :

a. Casing

Merupakan pipa selubung yang berfungsi untuk :

o Melindungi lubang bor dari pengaruh-pengaruh fluida formasi dan

tekanan-tekanan di sekitarnya.

o Melindungi lubang bor dari keguguran.

o Memisahkan formasi produktif satu dengan lainnya.

o Bersama-sama memperkuat dinding lubang bor serta mempermudah

operasi produksi nantinya.

Jenis-jenis casing :

1. Conductor casing

2. Intermediate casing

3. Production casing

Spesifikasi casing

1. Diameter : 26”, 20”, 13 3/8”, 9 5/8”, 7” dst.

2. Grade : p. 110, h. 40, j. 55, n. 80.

3. Panjang : 30 ft/stand

4. Berat : 23 lb/ft, 26 lb/ft, 29 lb/ft

5. Thread : 4 thread/inch. 60”

b. Centralizer

Untuk mendapatkan cincin semen yang baik (merata), casing harus terletak di

tengah-tengah lubang, untuk itu casing dilengkapi dengan centralizer.

Fungsi centralizer :

o Menempetkan casing di tengah-tengah lubang

o Menyekrap mud cake

o Mencegah terjadinya differential sticking.

Centralizer dibuat dari bahan baja, sehingga mampu mendorong casing di

tengah-tengah lubang.

c. Scratchers

Adalah suatu alat yang dirangkaikan/dipasang pada casing dan berfungsi

untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake, sehingga didapat

lubang bor yang bersih.

Ada dua jenis scratchers :

1. Rotation type wall scratcher

2. Reciprecasing type scratcher

Pemasangan scratcher pada casing pada umumnya dilas, tetapi dewasa ini

dipasang dengan step collar atau clamps. Reciprecasing scratcher pada

umumnya dipasang pada interval 15-20 ft sepanjang daerah yang disusun,

sedang rotating scratcher pada zona produktif (porous).

d. Peralatan floating

Terdiri dari :

1. Shoe : casing shoe/guide shoe, float shoe

2. Collar : guide collar, float collar

3.

1) Shoe

Casing shoe

Biasanya berbentuk bulat pada bagian bawah dan ditempatkan pada ujung

terbawah dari rangkaian casing dan dalamnya tidak terdapat valve (katub).

Casing shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan

pemasukan rangkaian casing (running casing), agar tidak terjadi sangkutan

pada dinding lubang bor, shoe ini dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi

(drillable).

Float shoe

Pada prinsipnya sama dengan casing shoe, hanya pada float shoe dilengkapi

dengan valve (katub), yang berfungsi untuk :

o Mencegah aliran balik, mencegah blow out melalui casing pada waktu

casing diturunkan.

o Mencegah aliran balik semen, setelah proses penyemenan selesai.

o Memperkecil beban menara, pada drilling line dan casing itu sendiri

Jadi float ini hanya dapat mengalirkan semen/lumpur ke daerah saja (satu

arah). Float shoe ini dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi.

2) Collar

Merupakan suatu shock penahan yang dipasang beberapa meter di atas shoe,

berfungsi untuk menahan bottom plug dan top plug.

Dibuat dari bahan yang dapat dibor lagi (drillable).

Ada dua jenis collar :

o Guide collar : tidak dilengkapi valve, sehingga tidak dapat menahan

tekanan balik.

o Float collar : dilengkapi valve.

e. Shoe trach

Merupakan pipa casing yang dipasang antara shoe dan collar sepanjang satu

batang atau lebih, tergantung dari ketinggian semen diannulus. Karena

ketinggian semen di annulus akan menentukan perbedaan tekanan hidrostatik

diluar dan didalam casing pada waktu memasukkan top plug. Shoe trach

berfungsi untuk menampung bubur semen yang bercampur udara atau lumpur

pendorong, agar tidak keluar annulus disekitar shoe.

f. Cementing plug

1. Bottom plug

Berfungsi untuk mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan

bubur semen. Jadi untuk mendorong lumpur yang berada didalam casing

dan memisahkan casing dari semen dan juga membersihkan mud film

didalam dinding casing, pada bottom plug terdapat membran yang pada

tekanan tertentu dapat pecah, sehingga semen akan mengalir keluar dan

terdorong ke annulus sampai mencapai tujuan yang diharapkan. Bottom

plug terbuat dari bahan karet, pada bagian luar dan cast alluminium pada

bagian dalamnya.

2. Top plug

Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari lumpur

pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa semen

dalam casing. Alat ini sebagian besar terbuat dari karet dan pada bagian

bawahnya digunakan plat alluminium dan tidak mempunyai membrane

(selaput tipis). Apabila top plug ini sudah duduk (sampai pada bottom

plug) dibawah,maka tekanan pemompaan akan naik secara tiba-tiba

(bumping pressure) dan pada saat itu pemompaan dihentikan.

1.3 Peralatan Pada Stage Cementing (Penyemenen Bertingkat)

1.3.1 Peralatan diatas permukaan

Pada stage cementing adalah sama dengan peralatan penyemenan yang

telah dibahas di muka (primary cementing).

1.3.2 Peralatan dibawah permukaan

a. Stage cementing collar

Berfungsi untuk melewatkan bubur semen setelah penyemenan pertama

dilakukan (primary cementing).

Penyemenan bertingkat dilakukan bila :

Sumur terlalu dalam

Formasi di atas dan di bawah zona yang disemen cukup kompak dan

cukup jauh.

Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat

mengurangi biaya.

b. Cement basket

Letak di bawah stage cementing collar, berfungsi untuk menyekat ruang

annulus antara ruang bawah dan ruang atas stage collar.

c. Trip plug

Setelah primary cementing selesai, maka dimasukkan trip plug. Plug ini

berfungsi untuk membuka lubang pada stage cementing collar. Karena

beratnya, trip plug ini turun kebawah yang akhirnya mencapai sampai pada

stage cementing collar (pada lower inner sleeve).

Dengan tekanan tertentu lower inner sleeve akan turun dan membuka lubang

pada stage cementing collar disebut cementing ports.

d. Shut off plug

Setelah pendorongan bubur semen selesai, kemudian dimasukkan shut off

plug yang berfungsi untuk menutup cementing port sehingga tidak terjadi

aliran balik.

2 DESKRIPSI ALAT

2.1 Centralizer

2.1.1 Fungsi

o Menempatkan casing di tengah-tengah lubang

o Menyekrap mud cake

o Mencegah terjadinya differential sticking

2.1.2 Mekanisme Kerja

Centralizer ditempatkan diluar casing untuk menengahkan casing agar

diperoleh cincin semen yang baik.

2.1.3 Spesifikasi

Tabel 2.1 Spesifikasi Centralizer

Size (in)Product number

Centralizer Turbo centralizer

2 155 – 20 157 – 20

2 ½ 155 – 25 157 – 25

3 ½ 155 – 35 157 – 35

4 ½ 155 – 45 157 – 45

4 ½ x 7 7/8 156 – 45 158 – 45

5 155 – 50 157 – 50

5 ½ 155 – 55 157 – 55

6 5/8 155 – 65 157 – 65

7 155 – 70 157 – 70

8 5/8 155 – 85 157 – 85

9 5/8 155 – 95 157 – 95

10 ¾ 155 – 10 157 – 10

13 3/8 155 – 13 157 – 13

2.2 Guide Shoe

2.2.1 Fungsi

Guide shoe berfungsi sebagai sepatu dan pemandu untuk memudahkan

pemasukan rangkaian casing, agar tidak terjadi sangkutan pada dinding

lubang bor.


Ditempatkan pada ujung terbawah dari rangkaian casing untuk

memudahkan pemasukan rangkaian casing.

2.2.3 Spesifikasi

Table 2.2 Spesifikasi Guide Shoe

Casing size

(in)Guide shoe

2

2 ½

3 ½

135 – 20

135 – 25

135 – 35

4

4 ½

5

135 – 40

135 – 45

135 – 50

5 ½

6 5/8

7

135 – 55

135 – 65

135 – 70

7 5/8

8 5/8

9 5/8

135 – 75

135 – 85

135 – 95

10 ¾

11 ¾

13 ¾

135 – 10

135 – 11

135 – 13

2.3 Float Shoe

2.3.1 Fungsi

Float shoe berfungsi untuk mencegah aliran balik pada waktu casing

diturunkan, mencegah aliran balik semen, dan memperkecil beban menara,

pada drilling line dan casing itu sendiri.


Untuk memudahkan pemasukan rangkaian casing (running casing),

agar tidak terjadi sangkutan pada dinding lubang bor. Floet shoe dilengkapi

dengan valve (katub).

2.3.3 Spesifikasi

Table 2.3 Spesifikasi Fload Shoe

Casing size

(in)Float shoe

2

2 ½

3 ½

125 – 20

125 – 25

125 – 35

4

4 ½

5

125 – 40

125 – 45

125 – 50

5 ½

6 5/8

7

125 – 55

125 – 65

125 – 70

7 5/8

8 5/8

9 5/8

125 – 75

125 – 85

125 – 95

10 ¾

11 ¾

13 ¾

125 – 10

125 – 11

125 – 13

2.4 Bottom Plug

2.4.1 Fungsi

o Mencegah adanya kontaminasi antara lumpur dengan bubuk semen

o Mendorong lumpur yang berada di dalam casing

o Memisahkan casing dari semen dan membersihkan mud film di

dalam dinding casing.

2.4.2 Mekanisme

Mendorong lumpur di dalam casing dan dengan pecahnya membran

maka semen akan mengalir keluar dan terdorong ke annulus.

2.4.3 Spesifikasi

Table 2.4 Spesifikasi Bottom Plug

Casing size OD Length Wt

4 ½ 4 ¼ 8 ½ 2

5 ½ 5 8 ½ 2 ½

6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4

7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼

7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼

8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼

9 5/8 9 9 ¾ 7 ½

10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8

11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13

2.5 Top plug

2.5.1 Fungsi

Berfungsi untuk mendorong bubur semen, memisahkan semen dari

lumpur pendorong agar tidak terjadi kontaminasi, membersihkan sisa-sisa

semen dalam casing.


Top plug berada di atas bottom plug dipisahkan oleh bubur semen,

setelah top plug ini sampai pada bottom plug maka tekanan akan naik secara

tiba-tiba dan pada saat itu pemompaan dihentikan.

2.5.3 Spesifikasi

Tabel 2.5 Spesifikasi Top Plug

Casing size OD Length Wt

4 ½ 4 ¼ 8 ½ 2

5 ½ 5 8 ½ 2 ½

6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4

7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼

7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼

8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼

9 5/8 9 9 ¾ 7 ½

10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8

11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13

2.6 Scratcher

2.6.1 Fungsi

Berfungsi untuk membersihkan dinding lubang bor dari mud cake

sehingga didapat lubang bor yang bersih.


Dipasang pada bagian luar casing sehingga dapat membersihkan

dinding lubang bor.

2.6.3 Spesifikasi

Table 2.6 Spesifikasi B & W Reciprocating scratchers & turbulators

Series Type Max OD = casing OD

Multi-flex

EA 10

EA 20

EA 30

Slip on

Latch on

Split body

7”

Multi-flex clusters

EA 14 Slip on (series of 4)7”

Nu-Coil (Shoot wire)

ECO5

EC15

EC16 close tolerance

Slip on

Latch on

Slip on

5”

Nu-coil (long wire)

EC 10

EC 20

Slip on

Latch on

8”

Turbulator

ED 10

ED 20

Slip on

Latch on

5 ½”

2.7 Cement Basket

2.7.1 Fungsi

Untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah stage collar dan

bagian atas stage collar.


Letak dibawah stage cementing collar , menyekat ruang annulus antara

ruang bawah dan bagian atas stage colar.

2.7.2 Spesifikasi

Tabel 2.7 Spesifikasi Cement Basket

Casing size 2 2 ½ 4 ½ 5 ½ 7 8 5/8

Expansion (in inches)

Minimum 3 7/8 4 ¼ 5 ¾ 6 ¾ 8 ¼ 10 ½

Maximum 8 10 12 14 16 18

Larger size are available on request

2.8 Trip plug

2.8.1 Fungsi

Untuk membuka lubang pada stage cementing collar.


Berat trip plug membuatnya turun kebawah sampai pada stage

cementing collar (pada lower inner sleeve).

2.8.3 Spesifikasi

Tabel 2.8 Spesifikasi Trip Plug

Casing size OD Length Weight

4 ½ 4 ½ 8 ½ 2

5 ½ 5 8 ½ 2 ½

6 5/8 6 ¼ 8 ¾ 4

7 6 ½ 8 ¾ 4 ¼

7 5/8 7 ¼ 8 ¾ 5 ¼

8 5/8 8 ¼ 9 ¾ 6 ¼

9 5/8 9 9 ¾ 7 ½

10 ¾ 10 ¼ 10 ¾ 8

11 ¾ 11 ¼ 11 ¾ 13

12 ¾ 12 ¼ 12 ¼ 15

13 ¾ 12 ¾ 13 ¾ 15

16 16 16 ½ 35

18 5/8 18 ¼ 20 ½ 63

20 19 ¾ 20 ½ 63

2.9 Mac Clatchie Cementing Head

2.9.1 Fungsi

Untuk mengatur aliran bubur semen yang masuk kedalam lubang bor

2.9.2 Mekanisme

Cara penggunaannya pada waktu pemasukan bottom plug dan top plug

dengan jalan membuka dan memasang kembali.

2.9.3. Spesifikasi

Tabel 2.9 Spesifikasi Mac Clathie Head

Casing Head, mm Weight, kg Test Pressure, psi

88.9 100 8000

114.3 105 8000

127.0 120 7000

139.7 125 8000

168.3 140 7000

2.10 Mixing Hopper

2.10.1 Fungsi :

Mixing Hopper merupakan peralatan yang berfungsi sebagai tempat

untuk menambah additives ke dalam lumpur.

2.10.2 Mekanisme Kerja :

Mixing Hopper adalah peralatan yang bentuknya menyerupai corong.

Melalui corong ini, additives padat ke dalam zat cair pengeboran pada waktu

perawatan di dalam kolam Lumpur. Hopper Jet bekerja berdasarkan prinsip

pakum atau ruang hampa. Hopper-hopper pencampuran ini dapat

mengerjakan 5 sampai 10 karung (sampai 400 Kg) bahan-bahan dalam

semenit.

2.10.3 Spesifikasi

Tabel 2.10 Spesifikasi Mixxing Hopper

Length Overal 8 ft 0 in

High Overal 3 ft 4 in

Width Overal 5 ft 1 in

2.11 Casing

2.11.1 Fungsi

Untuk memperkuat dinding lubang bor dengan semen,, memisahkan

zona produktif dan melindungi lubang bor dari keruntuhan.


Casing dipasang mulai dari permukaan yang disebut dengan surface

acsing. Lalu memasang coductor casing, intermidiate casing dan yang

terakhir pada zona formasi produktif adalah production casing, dimana

semakin kedalam diameter casing semakin kecil.

2.11.3 Spesifikasi

Tabel 2.11 Spesifikasi CasingDiameter Grade Panjang Berat Thread Size CDode Order

26”

20”

13 3/8”

9 5/8”

7”

p 110

h 40

j 55

n 80

30 ft/stand 23 lb/ft

26lb/ft

29lb/ft

4 thread / in 4 ½

5

8 5/8

133/4

16

5611-044

56011-050

56011-085

56011-133

56011-100

2.12 Stage Cementing Collar

2.12.1 Fungsi

Untuk melewatkan bubur semen setelah Primary cementing dan untuk

menghindari tekanan pompa berlebihan.


Penyemenan bertingkat dilakukan bila sumur terlalau dalam dan

formasi diatas dan dibawah zona cukup kompak dan jauh. Maka alat alat ini

dapat digunakan pada saat kondisi tersebut.

2.12.3 Spesifikasi

Tabel 2.12 Spesifikasi Stage Cementing CollarNormal Size Length (in) OD (in) Code

4 ½ 32 ¼ 5.1562 54001-54044

5 33 ¼ 6.0500 54001-54050

7 34 ¼ 82500 54001-54070

8 5/8 35 ¼ 10.000 54001-54085

3. 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 :

3.1 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.

3.2 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%.

3.3 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.

3.4 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.

4. 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:

Kelas A

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.

Kelas B

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)

Kelas C

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.

Kelas D

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

Kelas E

Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 6.000 ft sampai 14.000 ft, dan


tersedia juga dalam jenis moderate dan high sulfate resistant

Kelas F

Semen kelas E digunakan untuk kedalaman dari 10.000 ft sampai 16.000 ft, dan


tersedia dalam jenis high sulfate resistant.

Kelas G

Semen kelas G digunakan dari kedalaman 0 sampai 8.000 ft, dan merupakan

semen dasar. Bila ditambahkan retarder semen ini dapat dipakai untuk sumur

yang dalam dan range temperature yg cukup besar. Semen ini tersedia dalam jenis

moderate and high sulfat resistant

Kelas H

Semen kelas H digunakan dari kedalaman 0 sampai 8000ft dan merupakan semen

dasar pula. Dengan penambahan accelerator dan retarder semen ini dapat

digunakan pada range temperature dan kedalaman yg besar. Semen ini hanya

tersedian dalam jenis moderate sulfate resistant

5. PEMBAHASAN

Salah satu faktor yang tidak kalah pentingnya dalam suatu operasi

pemboran adalah penyemenan. Berhasil tidaknya suatu pemboran, diantaranya

tergantung dari berhasil tidaknya penyemenan sumur tersebut. Penyemenan

bertujuan untuk melekatkan casing pada dinding lubang sumur, melindungi casing

dari masalah-masalah mekanis dan fluida formasi yang bersifat korosif, serta

untuk memisahkan zona yang satu dengan zona yang lain dibelakang casing.

Penyemenan condoctor casing bertujuan untuk mencegah terjadinya

kontaminasi fluida pemboran dengan formasi. Penyemenan intermediate casing

bertujuan untuk menutup tekanan formasi abnormal atau untuk mengisolasi

daerah lost circulation. Penyemenan production casing bertujuan untuk mencegah

terjadinya aliran antar formasi dan mencegah terjadinya korosi pada casing.

Centralizer dan scratchers dipasang pada bagian luar casing untuk

menengahkan casing (agar didapatkan cincin semen yang baik) dan

membersihkan dinding lubang bor dari mud cake.

Perbedaan antara mac clatchie cementing head dengan plug container yaitu

pada plug container bottom dan top plug sudah terpasang sebelumnya sedangkan

pada mac clatchie cementing head bottom plug dan top plug belum terpasang.

BAB III

ANALISA

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.

Didalam proses penyemenan, terdapat juga alat alat instrument yang

sanagat penting. Alat alat instrument dalam proses cementing terdiri dari beberapa

bagian,yaitu :

1. Consistometers

o High Pressure, High Temperature (HPHT) Consistometers

o Bench-top Consistometers

o Atmospheric Consistometers

2. Compressive Strength Tester

o Ultrasonic Cement Analyzer (UCA)

o Cement Cube Testing

3. Static Gel Strength dan Gas Migration Analyzer

o Static Gel Strength Analyzer (SGSA)

o Cement Hydration Analyzer

o Gas Migration Analyzer

4. Mechanical Properties Testing

o Mechanical Properties Analyzer

5. Fluid Loss Tester

o Stired Fluid Loss

6. Cement Viscosity

o Direct Indicating Viscometers

o Computer Controled Viscometers

o Direct Indicating Field Viscometers

7. Slurry Preparation

o Constant Speed Mixer


o Wettability Tester

Dari materi yang ada diatas, saya akan menjelaskan tentang Ultrasonic Cement

Analyzer (UCA) keluaran dari Fan Instrument Company.

BAB IV

PEMBAHASAN

1. Ultrasonic Cement Analyzer

Ultrasonic Cement Analyzer (UCA) adalah alat instrument yang

digunakan untuk menguji sample semen pada suhu tinggi dan tekanan untuk

tujuan memprediksi kuat rekat semen. Untuk setiap aplikasi, semen dirancang

dengan sifat khusus dan ZAT aditif yang tekandung di dalamnya memepengaruhi

kepadatan bubur, volume, viskositas, kekuatan tekan dan waktu penebalan. Waktu

penebalan atau waktu bubur semen masih dapat dipompa ke dalam sumur adalah

salah satu sifat yang paling penting dalam merancang bubur. Waktu penebalan

singkat yang diinginkan, dengan tetap menjaga sifat sifat khusus dari desain

semen. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat untuk mengetes suatu bubur semen

sebelum diapai guna untuk dapat memprediksi layak atau tidaknya semen itu

digunakan pada suatu plant atau sumur.

2. Bagian dari Ultrasonic Cement Analyzer

Dalam Ultrasonic Cement Analyzer (UCA) terdapat tiga bagian yang

penting, yaitu

1. Ultrasonic Cement Analyzer Processor

UCA processor menyediakan metode non-destructive untuk

menguji kekuatan relative sample semen dengan suhu dan tekanan dengan

kondisi yang sama dengan dibawah lubang sumur.

Teori operasinya berbasis korelasi antara kecepatan gelombang ultrasonic di

sampel semen dan kekuatan tekan. Indikasi kekuatan ditentukan dengan

mengukur perubahan kecepatan sinyal ultrasonic yang ditransmisikan memalui

sampel semen.

UCA controller software sangat penting untuk ultrasonic cement testing

system. Software ini digunakan utuk mengontrol autoclave. UCA controller

software mengendalikan Ultrasonic Sub-System. Ini memicu pengiriman

gelombang ultrasonic melalui sampel dalam autoclave dan dalam langkah-langkah

pengembalian gelombang ultrasonic diujung sampel. Software ini kemudian

menganalisa untuk menghitung waktu transit. Karena software mengetahui awal

transit time, maka software dapat mengkalkulasi kuat tekanan setiap pengukuran

transit time berikutnya. Disaat yang sama, software juga mengukur suhu saat itu,

set point dan juga semua plot informasi yang mudah untuk melihat hasil grafik.

Software juga berkomunikasi dengan pengontrol suhu di autoclave untuk

menganalisa dan merekam informasi suhu yang diinginkan.

Ultrasonic Cement Analyzer Processor (tampak depan)

Ultrasonic Cement Analyzer Processor (tampak belakang)

2. Ultrasonic Cement Analyzer Autoclave

UCA Autoclave berisi sample bubur semen yang diuji didalam ruang uji

baja tekanan tinggi. Cocok untuk tes hingga 20k psi dan 400°F. Ruang tes ini

mempunyai Metal-sheathed Thermocouple yang bersentuhan langsung dengan

bubur semen atau cairan (air) disekitar sampel. 2 tranduser ultrasonic terletak

diatas dan dibawah sampel untuk mengukur waktu transit. Ada sebuah spring yg

berada di heating jacket yang memepertahankan kontak fisik dengan ruang tes

untuk memaksimalkan perpindahan panas untuk sampel. Cooling tubes

dimasukkan kedalam heating jacket untuk akhir test pendinginan

Setiap UCA autoclave berisi pengontrolan suhu, digunakan untuk

mengatur tingkat pemanasan sampel sendiri. Data suhu diteruskan ke UCA

processor untuk ditampilkan dan direkam dengan data uji lainnya. Switch

mematikan sistem pemanas, sedangkan control suhu diprogram sebelum

pengujian dimulai. Chamber supply valve memungkinkan tekanan hidrolik dari

UCA pressure source untuk memasuki ruang tes. Setelah tekanan pada ruangan

sesuai dengan yang diinginkan, maka katup ini akan tertutup selama pengetesan.

Chamber Vent valve memungkinkan tekanan hidrolik dalam ruang test terbuang.

Katup ini biasanya juga tertutup selama pengetesan. Front-mounted pressure

gauge terus memberikan informasi langsing tentang tekanan yang ada didalam

ruang sampel. Coolant supply valve memungkinkan pendinginan(biasanya air)

mengalir melalui cooling coils yang merupakan bagian integral dari heating

jacket. Selama test, katup ini juga tertutup. Dua coaxial cabel (berlabel data dan

trigger) menghubungkan UCA autoclave ke UCA processor. 8 kabel conductor

antara UCA autoclave dan UCA processor dapat mencatat suhu sampel direkam

selama pengujian

UCA Autoclave (tampak depan)

UCA Autoclave (tampak belakang)

3. Ultasonic Cement Anayzer Pressure Source

UCA pressure source memberikan tekanan hidrolik ke UCA

autoclave. Tekanan ini dapat diberikan langsung ke UCA autoclave atau melalui

manifold untuk memasok tekanan (maksimal 8) ke UCA autoclave.

UCA pressure source(tampak depan)

UCA pressure source (tampak belakang)

3. Secification UCA

1. UCA Autoclave Specification

2. UCA Processor Specification

3. UCA pressure source specification

4. Features UCA

4.1 UCA autoclave Mechanical

Chamber supply dan Chamber vent adalah katup manual yang mengontrol

tekanan masuk dan keluar dari ruang sampel. Selama pengujian, chamber supply

biasanya terbuka. Chamber pressure adalah indicator tekanan yang menunjukkan

tekanan yg diterapkan oleh sumber tekanan. Coolant supply adalah katup manual

yang memungkinkan pendingin( biasanya air) mengalir melalui heating dan

cooling jacket. Selama pengujian, katup ini biasanya tertutup. High pressure sub-

system dilindungi oleh burst disc yang membatasi tekanan dan aman mengontrol

pelepasan over-pressure.

4.2 UCA autoclave Control and indicator

Main power switch menyala ketika listrik dipasang pada sirkuit UCA

autoclave. Heat switch terletak dibawah main power switch di panel depan, biasa

digunakan untuk menyalakan dan mematikan sirkuit pemanas tanpa mengganggu

daya ke seluruh alat. Temperatur Controller mengatur kekuatan yang digunakan

pada heather circuit untuk mencapai atau mempertahanlan suhu yang diinginkan

dalam ruang sampel. Temperature control terus menerus membandingkan suhu

yanf diinginkan(set point) dengan membaca suhu dari thermocouple di ruang

sampel.

4.3 UCA Processor

Ketika UCA Control System Software pertama kali dimulai, software akan

menampilkan main screen seperti dibawah ini.

4.3.1. Main Screen

Ini adalah screen pertama yang menampilkan bahwa program telah

terbuka. Deskripsi dari beberapa komponen di display akan dijelaskan dibawah

ini.

UCA processor main screen

4.3.1.1 Menu Bar

Menu bar memungkinkan pengguna untuk mengakses

beberapa fungsi dari keseluruhan program. Gunakan menu bar nutuk mengatur

konfigurasi system, menampilkan windows, dan melihat berbagai mesin. Menu

bar dari program ini memiliki item berikut:

Menu Bar

4.3.1.2 File

File menu saat ini hanya memiliki satu item menu bernama

Exit. Exit menu item digunakan untuk menutup program

4.3.1.3. Edit.

Edit menu memiliki 2 menu item. Item tersebut adalah:

4.3.1.3.1 Screen Layout

Gunakan item ini untuk mengatur visualisasi

berbagai windows mesin.

4.3.1.3.2 System Configuration

Gunakan item ini untuk mengatur parameter system.

Parameter system diset sekali pada saat instalasi mesin.

4.3.1.4 View

Gunakan item dibawah menu View untuk menghasilkan

windows untuk setiap mesin atau menggunakan 2 item menu tile untuk membuka

windows untuk 4 mesin sekaligus. Semua fungsi menu View tersedia pada toolbar

di Quick access.

4.3.1.5 Help

Item ini disebut Online help yang membuka Help file.

Menu ini embuka kotak dialog (dialog box) yang menunjukkan revision dari

software

4.3.1.6 Tool bar

Tool bar memberikan akses ke semua fungsi program. Dari

sini, pengguna dapat membuka machines interface atau melihat satu set dari 4

mesin yang ditetapkan pengguna dalam bentuk file yg tersusun rapi.

4.3.1.7 Star Machine Buttons

Ada 8 start machine buttons yang digunakan ntuk

memunculkan interface pengguna untuk mesin 1-8 masin masing. Mengklik

tombol akan membuka windows untuk setiap mesin. Jika machine windows telah

terbuka, klik tombol, dan itu akan membuatnya aktif.

4.3.1.8 Tile Button

Ada dua tile button di tool bar, ketika diklik, maka akan

membuka set dari 4 mesin sesuai dengan layout depicted (tata letak) yang

digambarkan pada masing masing tile button.

4.3.1.9 Help Button

Dengan mengklik tombol help, tombol help akan

menampilkan bagian tertentu dari online help.

4.3.2 Machine Interface

Kliksalah satu tombol di main screen ( lihat 4.3.1 main screen)

buka interface masing masing mesin. Windows interface dapat diubah ukurannya

dengan mengklik tombol maksimal atau dengan menyeret tepi windows dengan

ukuran yg diinginkan.

Machine Interface Windows

4.3.2.1 Machine Interface windows

4.3.2.1.1 Title Bar

Window title bar menunjukkan Machine Windows,

pada,misalnya jika mesin 1, windows menyebut Mesin 1. Jika test telah dimulai

pada mesin ini, akan berubah menjadi “mesin 1 tes dimulai <tanggal>” dimana

tanggal dan waktu terlihat ketika test dimulai

Title Bar

Click 2x di title bar akan membuat windows maksimal

4.3.2.1.2 Elapsed Time

Indicator ini menampilkan waktu dalam format

HH:MM:SS. Elapsed time menghitung jumlah waktu ketika test berjalan. Elapsed

time adalah sumbu X(x-axis) dari result Graph

4.3.2.1.3 Transit Time

Indikator ini menampilkan waktu transit dalam

us(micro detik) waktu transit adalah jumlah waktu yang dibutuhkan gelombang

ultrasonic untuk melakukan perjalanan melalui sampel semen. Transit time adalah

sumbu Y(y-axis) dari result graphic

Indicators

4.3.2.1.4 Compresor Strength (Comp.Str.)

Kekuatan tekan yang berasal dari analisis ultrasonic

ditampilkan dalam layar ini. Unit pengukuran kuat tekan bisa berupa PSI atau

MPa. Compressive strength disebut sebagai salah satu dari sumbu-y (y-axis).

4.3.2.1.5 Temperature

Hal ini menunukkan suhu saat itu di system. Suhu

dibaca langsung dari pengontrolan suhu pada unit autoclave.

4.3.2.1.6 Changing Parameter Color

Mengklik kana pada transit time,compressive

strength, atau suhu dan memilih warna dengan membuka color selection box.

Pengguna dapat memilih warna ppilihan mereka masing masing parameter

tersebut. Mengklik warna perubahan plot, skala dan warna indicator dengan warna

yang dipilih.

Color Selection Box

4.3.2.2 Set Point

Set point adalah suhu target saat ini, dimana temperature

controller pada autoclave digunakan untuk meningkatkan dalam waktu tertentu.

4.3.2.3 Resulth Graph

Ketika pengujian berlangsung, hasil akan ditampilkan pada

indicator masing masing. Pada saat yang sama, nilai diplot pada hasil grapfik

Result Graph and signal graph

4.4. UCA autoclave temperature controller software

- tekan dan tahan sampai display muncul

Press to select config

-Press lagi untuk memasukkan security code.

-Pass is displayed momentarily. You are now in config level

symbol indicates further sub-headers are available

-to select these press

Acces

Press to change go to level

4.5 UCA Pressure Source

Cairan hidrolik (biasanya air) ditekan oleh udara bertekanan

dengan pompa piston. Tekanan output dikontrol oleh tekanan udara

regulator manual pada sisi input dari pompa. Front panel dipasang alat

pengukur yang menunjukkan udara dan tekanan hidrolik. Sebuah filter

pada air supply menghilangkan kotoran dan kondensasi sebelum mencapai

regulator dan pompa. Individual valves pada setiap UCA autoclave dalam

system berjenis memungkinkan isolasi lengkap dari autoclave untuk

maintenance atau ketika tekanan yang berbeda digunakan secara

bersamaan. Internal rupture disk mencegah over-pressurizing system.

5. OPERATION

Menjalankan Test

- pasang slurry cup yang telah diisi bubur semen dan masukkan ke dalam

test cell, putar pin bawah melibatkan table cup drive

- Setelah Slurry cup dimuat ke dalam sel, mekanisme tranducer didorong ke

slurry cup paddle shaft dan test cell contact pins. Bagian atas paddle shaft

akan rata dengan bagian atas pengukuran torsi bantalan.

- Periksa untuk memastikan bahwa slurry cup dan pot mech terpasang

dengan benar.

- Sekrup steker uji sell ke dalam silinder

- Geser thermocouple melalui test plug cell kedalam slurry cup paddle shaft,

tapi jangan mengencangkan thermocouple saat ini. Pastikan termmokouple

terpasang di bagian atas slurry cup

- Geser tombol POWER ke posisi ON

- Buka Pressure valve kiri/kanan pada silinder ditekan

- Putar saklar PUMP ke posisi ON dan memutarnya searah jarum jam katup

pump regulator sampai silinder mencapai tekanan set point yang

diinginkan. Jika silinder tidak akan mencapai titik tekan point yg

diinginkan, putar searah jarum jam katup Pressure Relief sampai silinder

mengembangkan tekanan yang diinginkan

- P u t a r v a l v e P R E S S U R E R E L I E F b e r l a w a n a n

p e r l a h a n - l a h a n s a m p a i tekanan sel uji mulai turun sedikit di

bawah set point. Lanjutkan memutar kenop regulator perlahan-lahan

sampai tekanan dalam sel uji sama dengan batas atas tekanan tes yang

diinginkan

- Putar tombol HEATER ke ON. ( Pemanas dan pompa tidak akan

mulai sampai program start up dimulai melalui controller )

- Untuk memulai tes, program Pengontrol Suhu harus dimulai

sebagai berikut: Tekan tombol Auto / Man untuk menempatkan

controller dalam modus Auto. Tekan tombol Run / Hold untuk memulai program.

Lampu OP1 harus mulai berkedip yang menunjukkan output kontrol untuk

pemanas dan atau pompa.

- T o m b o l C O O L A N T h a r u s O F F .

- Lalu analysis uji sement di tampilkan melalui software yang

telah terkoneksi dari alat Ultrasonic Cement Analyzer ke PC ( Personal

Computer ) dalam bentuk display yang di kerjakan dan diteliti oleh

seorang operator

Mengakhiri Test

- P u t a r s a k l a r H E A T E R k e p o s i s i O F F .

- P u t a r Con t ro l l e r S uhu o f f dengan menek an tom bo l Run /

T aha n se l am a tiga detik.

- P u t a r s a k l a r C O O L A N T k i r i a t a u k a n a n k e p o s i s i

O N u n t u k mendinginkan sel uji. Memonitor suhu sel uji menggunakan

Controller Suhu. Gunakan pompa untuk mempertahankan tekanan pada sel

uji sampai sel dingin. Bila suhu di bawah 200° F ( 93° C ) saklar pompa

dapat berubah ke posisi OFF dan katup PRESSURE RELEASE dibuka.

Kegagalan untuk menjaga tekanan pada suhu di atas 212° F ( 100° C )

dapat menyebabkan air dalam sel tes untuk menjadi uap.

- H i d u p k a n T E K A N A N K i r i v a l v e / K a n a n k e p o s i s i

O P E N ( b e r l a w a n a n ).

- J i k a a da t e s l a i n be r j a l a n , pu t a r t ombo l P OW ER MA IN ke

pos i s i OF F .

- T u t u p k a t u p P R E S S U R E R E L E A S E ( s e a r a h j a r u m

j a m ) . K e g a g a l a n untuk melakukannya akan mengakibatkan

kebocoran air.

- L e p a s k a n t e r m o k o p e l d a r i k e p a l a s i l i n d e r .

- Lep as k an kep a l a s i l i nde r de n gan menekan ke pa l a s i l i nd e r

den gan pa l u .

- M e n g g u n a k a n s l u r r y c u p b a i l . C a n g k i r h a r u s

d i r e n d a m s e g e r a d a l a m wadah berisi air dingin.

- Be r s i hkan s lu r r y cup m enye l u ruh dan coa t i t d eng an

g r ea s e .

6. Part List

O-Searing Tools

Bottom Chamber Lid

Tool On O-Ring

Feed Sleeve

Feed Sleeve Cup

BAB V

PENUTUP

KESIMPULAN

1. Peralatan penyemenan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :

o Peralatan diatas permukaan

o Peralatan dibawah permukaan

2. Peralatan penyemenan diatas permukaan meliputi :

o Cementing unit

o Flow line

o Cementing head

3. Peralatan penyemenan dibawah permukaan meliputi :

o Casing

o Centralizer

o Scratchers

o Peralatan floating

o Shoe trach

o Cementing plug

4. Penyemenan bertingkat dilakukan bila :

o Sumur terlalu dalam

o Formasi diatas dan dibawah zona yang disemen cukup kompak dan

cukup jauh

o Menghindari tekanan pompa yang berlebihan, sehingga dapat

mengurangi biaya.

5. Menurut tujuannya penyemenan dapat dibagi :

o Primary cementing

o Secondary cementing

o Squeeze cementing

o Re-cementing

o Plug back cementing

Alat Instrument yang digunakan di proses cementing

1. Consistometers

o High Pressure, High Temperature (HPHT) Consistometers

o Bench-top Consistometers


2. Compressive Strength Tester

o Ultrasonic Cement Analyzer (UCA)

o Cement Cube Testing

3. Static Gel Strength dan Gas Migration Analyzer

o Static Gel Strength Analyzer (SGSA)

o Cement Hydration Analyzer

o Gas Migration Analyzer

4. Mechanical Properties Testing

o Mechanical Properties Analyzer

5. Fluid Loss Tester

o Stired Fluid Loss

6. Cement Viscosity

o Direct Indicating Viscometers

o Computer Controled Viscometers

o Direct Indicating Field Viscometers

7. Slurry Preparation

o Constant Speed Mixer


o Wettability Tester

ultrasonic cement analyzer by fann.doc

Documents