Fungsi Lumpur

Meskipun hingga saat ini sangat banyak diperoleh berbagai produk lumpur pemboran yang dikomersilkan untuk tujuan pemboran, namun penggunaannya memiliki maksud dan tujuan yang sama. Penggunaan lumpur pemboran adalah sebagai fluida yang berperan untuk mencapai keberhasilan suatu program pemboran. Sifat-sifat lumpur pemboran harus dapat memberikan keamanan dan laju pemboran. Penggunaan lumpur dikontrol oleh sifat-sifat yang sering dijumpai di lapangan yang akan menjadi obyek untuk proyek pemboran dengan pertimbangan tersedianya biaya yang akan dianggarkan untuk penggunaan dan perawatan lumpur. Dimana pengeluaran harus sesuai dengan perencanaan dan effisiensi jika dilakukan penggunaan lumpur dengan fungsi yang dibutuhkan. Dengan penilaian demikian dapat diperoleh faktor yang harus dicapai agar fungsi lumpur dapat berjalan secara optimal.
Walaupun semua lumpur memiliki tujuan yang sama, sifat-sifat lumpur sangat dipengaruhi oleh pertimbangan untuk memfasilitasi keperluan laju pemboran (rate), keamanan (safety) dan program penyelesaian suatu sumur. Fungsi lumpur pemboran itu sendiri meliputi :

1. Mengangkat cutting ke permukaan,
2. Mengontrol tekanan formasi,
3. Menahan Dinding Lubang bor,
4. Menahan Sebagian Berat Drillstring & Casing,
5. Sebagai Tenaga Pengerak,
6. Sebagai Media Informasi,
7. Sebagai Media Logging,
8. Menahan cutting selama sikulasi dihentikan,
9. Mendinginkan dan melumasi bit dan drillstring.

Diharapkan semua fungsi lumpur diatas dapat berjalan sesuai dengan kondisi formasi yang akan dibor, karena program pemboran dikatakan berhasil jika fungsi lumpur bisa memberikan hasil optimum dan dapat mengatasi segala kendala selama proses pemboran dengan biaya yang seekonomis mungkin.

1. Mengangkat cutting ke permukaan

Cutting dari hasil pengikisan formasi yang digerus harus segera diangkat ke permukaan, hal ini untuk menghindari terjadinya penggerusan dua kali yang dapat mengurangi efisiensi dari Rate of Penetration (ROP). Kapasitas pengangkatan serbuk bor tergantung dari beberapa factor, antara lain: kecepatan aliran di annulus, viskositas plastic, yield point lumpur pemboran dan slip velocity dari serbuk bor yang dihasilkan. Secara umum, resultan kecepatan (atau kecepatan pengangkatan) serbuk bor adalah perbedaan antara kecepatan di annulus (Vr), dan slip velocity (Vs). Dengan menggunakan power-law model, slip velocity serbuk bordapat dihitung dengan persamaan :

Dimana : (Dp = diameter partikel,(in), ρ_p= densitas partikel,(lb/gal), ρm = densitas lumpur, (lb/gal), μe= viskositas lumpur efektif). Effisiensi pengangkatan cutting yang merupakan fungsi lumpur dalam mengangkat cutting ke permukaan tergantung pada beberapa faktor, faktor yang mempengaruhi adalah sebagai berikut:
Densitas lumpur pemboran.
Penambahan densitas lumpur akan menaikkan gaya buoyance acting, dimana setiap partikel-partikel lumpur mempunyai arah yang berlawanan dengan gaya gravitasi. Sehingga kapasitas angkat lumpur akan terbantu mendorong dan membawa cutting ke permukaan oleh gaya apung.
Viskositas dan gel strength.
Sejumlah lumpur yang mempunyai viskositas dan gel strength rendah akan memberikan kenaikkan persen partikel pada annular velocity dan waktu sirkulasi yang sama, karena pada percobaan yang dilakukan oleh Bruce dan William pada lumpur dengan viskositas dan gel strength rendah, yang hanya mempunyai kapasitas pengangkatan kecil (partikel-partikelnya tidak terikat dengan kuat dan berukuran medium), hanya mampu membawa cutting yang relatif kecil jika dibandingkan dengan viskositas dan gel strength yang besar.
Distribusi kecepatan di annulus.
Kapasitas mengangkat cutting yang besar dapat dicapai dengan aliran turbulent daripada aliran laminar untuk lumpur yang memiliki viskositas rendah. Hal ini disebabkan karena efek turbulensi lumpur yang cenderung meminimalisasi cutting yang terselip di ruang dekat pipa atau dinding lubang sumur dengan gerakan aliran bergelombangnya dan ditransportasikan ke permukaan.
Efek torsi terhadap kapasitas lumpur pengangkat.
Rotasi drillpipe selama pemboran berpengaruh terhadap kapasitas pengangkatan lumpur yang memiliki aliran laminar maupun turbulent. Rotasi drillpipe berkaitan dengan tenaga putar aliran viscous, yang mana dapat menjadi panghalang terhadap pengangkatan cutting. Efek torsi (tenaga putar) akan menyebabkan partikel yang tipis untuk cenderung berputar berbalik turun ke bawah akibat variasi velocity lumpur.
Dimensi partikel.
Desain bit menentukan ukuran dan bentuk cutting yang akan dihasilkan. Besarnya fisik cutting akan sangat berpengaruh terhadap kapasitas pangangkatan oleh lumpur. Partikel yang memiliki katebalan diameter yang besar cenderung sulit diangkat dari wellbore, karena partikel tersebut akan kembali turun ke dasar sumur dengan berat yang relatif besar akibat gaya gravitasi.

2. Mengontrol Tekanan Formasi

Untuk keselamatan pemboran, tekanan formasi yang tinggi juga harus diimbangi dengan tekanan hidrosatik lumpur yang tinggi, sehingga tekanan hidrostatik lumpur lebih besar dari tekanan formasi. Secara efektif perbedaan antara tekanan hidrostatik lumpur dengan tekanan formasi (overbalance pressure) harus sama dengan nol, tetapi dalam praktek harganya sekitar 100-200 psi. Untuk mengontrol tekanan formasi tersebut dilakukan dengan mengatur berat (densitas) lumpur. Mengetahui tekanan formasi sangatlah penting untuk menghindari terjadinya kick atau loss circulation. Tekanan fluida formasi umumnya adalah sekitar 0.465 psi/ft kedalaman.Pada tekanan yang normal, air dan padatan lumpur pemboran telah cukup untuk menahan tekanan formasi ini.Untuk tekanan yang lebih kecil dari normal (subnormal pressure), density lumpur harus diperkecil agar lumpur tidak hilang ke formasi.Sebaliknya untuk tekanan yang lebih besar dari normal (abnormal pressure) maka barite kadang-kadang perlu ditambahkan untuk memperberat lumpur.

3. Menahan Dinding Lubang Bor Agar Tidak Runtuh Sebelum Dipasang Casing

Tekanan hidrostatik yang diberikan lumpur terhadap dinding lubang akan menahan dinding lubang supaya tidak runtuh selama casing belum dipasang. Pada dinding lubang terbentuk lapisan padatan yang menempel didinding lubang seperti halnya plester dinding rumah anda ini disebut denganmud cakeyangjuga akan menahan dinding lubang supaya tidak runtuh. Mud cake yg terlalu tebal akan mengakibatkan penyempitan lubang yang pada akhirnya dapat menjepit drill string. Selain itu perlindungan formasi produktif juga sangat penting. Dengan mengontrol sifat-sifat lumpur, dampak negative yang disebabkan hilangnya cairan (filtrate) dapat diatasi dengan membuat mud cake pada dinding lubang bor. Mud cake dikehendaki yang tipis karena dengan demikian lubang bor tidak terlalu sempit dan cairan (filtrate) tidak banyak yang hilang. Oleh karena itu, pengendapan mud cake pada dinding bor dapat mengijinkan operasi pemboran dan tidak menyebabkan kerusakan formasi produktif.

4. Menahan Sebagian Berat Drill String

Menurut Hukum Archemedes : Apabila suatu benda dimasukkan ke dalam suatu cairan, akan berkurang beratnya sebesar berat cairan yang dipisahkannya. Gaya bouyancy lumpur bor dapat menahan sebagian berat drill string dan casing. Faktor bouyancy sebanding dengan densitas lumpur displacement dengan densitas baja pada rangkaian pipa bor. Oleh karena itu penambahan densitas lumpur menyebabkan penambahan gaya bouyancy.

5. Sebagai  Tenaga Pengerak (berlaku pada pemboran  directional)

Down hole motor merupakan alat pembelok lubang yang umum digunakan saat ini pada directional drilling. Sebuah motor dipasang di atas bit, disambung dengan bent sub, non magnetic drill collar, steel drill collar, dan selanjutnya dirangkai sampaikepermukaan dengan drill pipe.Diwaktu membelokkan lubang rangkaian pemboran tidak berputar, kecuali rotary bit sub dan bit. Motor digerakkan oleh dorongan atau tekanan yang diberikan lumpur. Rotor adalah batang yang berbentuk spiral yang dapat berputar. Dorongan lumpur akan membuat rotor berputar. Bagian yang diam di dalam motor disebut dengan stator.Rotor berhubungan dengan rotary bit sub. Sehingga bila rotor berputar, rotary bit sub akan berputar. Bit Berhubungan dengan rotary bit sub, sehingga bit akan berputar.

6. Sebagai Media Informasi

Dalam pemboran lumpur kadang-kadang dianalisa untuk diketahui apakah mengandung hidrokarbon atau tidak (mud log).Selain itu dilakukan pula sample log, yaitu analisa daripada cutting yang naik ke permukaan bersama lumpur, untuk menentukan jenis formasi yang dibor gambar. Selain itu lumpur juga memberikan informasi kepada drilling personel bahwa (sumur mengalami well kick, sumur mengalami mud loss). Saat terjadi well kick, permukaanlumpur di dalam tangki naik. Fluida formasi mendorong lumpur ke permukaan, dan lumpur masuk ke dalam tangki, sehingga permukaanlumpur di dalam tangki naik. Peristiwa ini disebut dengan mud gain.

7. Sebagai Media Logging

Pada penentuan ada tidaknya minyak atau gas serta juga zona-zona air dan juga untuk korelasi dan maksud-maksud lain, diadakan logging dimana dalam pemakaian alat-alat logging tersebut membutuhkan media penghantar arus listrik di dalam lubang bor, dalam hal ini lumpur pemboran berfungsi sebagai media penghantar listrik tersebut. Logging listrik yang dimaksud adalah resistivity log dan conductivity log. Transmitter melepaskan arus listrik, arus listrik dihantarkan oleh lumpur ke dalam formasi di belakang dinding lubang, Selanjutnya kembali ke receiver yang dihantarkan oleh lumpur.

8. Menahan Cutting Saat Sirkulasi Dihentikan

Sewaktu dilakukan round trip sirkulasi lumpur dihentikan, dalam hal ini lumpur harus menahan cutting agar tidak jatuh mengendap di dasr lubang bor, sekaligus dipertimbangkan agar lumpur itu sendiri tidak memadat, karena bila lumpur sampai memadat bersama-sama cutting akan menjepit bit dan rangkaian pipa bor, bila rangkaian pipa bor tidak kuat maka akan terjadi patah alat/rangkaian pipa bor. Selain itu akan memperberat kerja pompa untuk memulai sirkulasi kembali. Oleh karena itu lumpur yang digunakan harus mempunyai gel strength yang sesuai dengan partikel-partikel cutting, sehingga tidak akan menimbulkan kesulitan dalam pemboran dan laju pemboran akan tetap dapat dipertahankan keoptimumannya. Kemampuan lumpur untuk menahan cutting sangat tergantung dari gel strength lumpur itu sendiri, makin tinggi harga gel strength-nya, lumpur makin baik menahan cutting.

9. Mendinginkan dan Melumasi Pahat (Bit)

Pada waktu membor, bit dan rangkaian pipa bor bergesekan dengan formasi sehingga menimbulkan panas. Selain panas yang ditimbulkan akibat gesekan juga panas berasal dari formasi itu sendiri, dimana semakin dalam formasi yang dibor semakin tinggi temperatur. Dengan adanya lumpur pemboran, maka panas tersebut dapat ditransfer keluar dari lubang bor. Lumpur pemboran dapat membantu mendinginkan drillstring dan menyerap panas dan melepaskannya, melalui proses konveksi dan radiasi, pada udara di sekitar mud pit. Lumpur pemboran juga dapat melumasi bit dan drillstring dengan menurunkan friksi drillstring dan bit dengan formasi yang ditembus. Untuk mendapatkan pelumasan yang lebih baik pada umumnya dapat ditambahkan sedikit minyak ke dalam lumpur.

Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa dari semua fungsi diatas bertujuan agar lumpur harus mampu mengontrol adanya problem stabilitas yang disebabkan oleh fenomena geologi, seperti zona rekahan, hidrasi clay dan tekanan tinggi, sehingga lubang bor diharapkan tetap TERBUKA dan proses pemboran dapat berjalan lanjut.

diposkan oleh http://drillifi.com/?cat=21,... http://drillifi.com/?author=1