Sabtu, 04 Juni 2011

BLOWOUT PREVENTION SYSTEM (SISTEM BOP)


1. TEORI DASAR
Semburan liar adalah salah satu bahaya yang paling fatal, baik bagi pelaksana maupun peralatannya, di dalam operasi pemboran minyak. Ada berbagai macam sebab terjadinya semburan liar, tetapi dari pengalaman yang menunjukkan, bahwa semburan liar sering terjadi disebabkan oleh faktor manusianya, selain faktor yang lain.
Beberapa sebab dan indikasi lain adanya kick dan semburan liar, antara lain disebabkan oleh :
  Berat lumpour bor yang kurang memadai.
  Kegagalan membuat lubang bor selalu penuh lumpur.
  Adanya kondisi swabbing.
  Hilang sirkulasi.
  Kerusakan lumpur oleh gas atau air.
Tanda-tanda  awal adanya kick yang menyebabkan semburan liar, antara lain adalah :
  Bertambahnya volume fluida dipermukaan.
  Kenaikan rate of penetration yang mendadak.
  Turunnya tekanan pompa lumpur.
  Berkurangnya berat rangkaian pipa bor.
Untuk itu, guna mencegah terjadinya blowout, harus diperhatikan dengan seksama tanda-tanda seperti yang diuraikan diatas. Disamping itu, harus juga dimengerti tindakan apa yang harus dilakukan, bila hal itu terjadi.
Dalam metode untuk mengontrol kick sumur, ada dua macam :
1. Driller’s method,
Dalam metode ini, sebelum terjadi problema, rate sirkulasi dan tekanan yang diperlukan telah ditentukan lebih dahulu. Safety factor pada umumnya, telah ditentukan berdasarkan kedalaman casing dan kapasitas peralatan permukaan yang dipakai. Apabila terjadi kick, maka langkah yang diperlukan adalah sbb:
a)  Kick terjadi pada saat membor:
  Stop pompa,
  Cabut kelly, sampai keluar dari BOP,
  Yakinkan, saluran-saluran choke terbuka,
  Menutup BOP,
  Menutup choke, bila kondisi memungkinkan,
  Mencatat tekanan pada DP dan annulus,
  Mencatat volume tambahan yang diperlukan,,
  Membuat persiapan, untuk mendorong fluida formasi.
b)  Kick terjadi pada saat cabut pipa:
  Memasang katup yang dapat terbuka penuh pada DP,
  Memasang back pressure valve,
  Mebuka katup yang dapat terbuka penuh,
  Yakinkan saluran choke terbuka,
  Menutup BOP,
  Menutup saluran choke, bila kondisi memungkinkan,
  Mencatat tekanan dipermukaan dan jumlah penambahan volume di mud pit,
  Menentukan langkah selanjutnya.
2. Engineer’s method,
Didalam metoda ini, prosedur intinya tidak berbeda dengan driller’s method. Perbedaanya hanya pada cara menaikkan berat jenis lumpur, saat mengeluarkan fluida formasi.
Pada driller’s method, berat lumpur dinaikkan setelah fluida formasi (flux), dikeluarkan dari dalam annulus. Sedangkan pada metode ini, berat lumpur dinaikkan dengan metode batch atau secara bertahap terus menerus secara bersamaan dengan sirkulasi.

Deskripsi dan Fungsi Alat
Blow out prevention system, terdiri dari dua sub komponen utama yaitu :
1.  BOP Stock dan accumulator. BOP stock meliputi :
  Annuler preventer,
  Pipe ramp preventer,
  Drilling spool,
  Blind ramp preventer,
  Casing head.
Accumulator, ditempatkan agak jauh dari rig, dengan pertimbangan keselamatan. Fungsi utamanya adalah menutup dengan cepat valve BOP stock pada saat terjadi bahaya.
2.  Supporting system, terdiri dari :
  Choke manifold
  Kill line
BOP stock ditempatkan pada kepala sumur dibawah lantai bor terdiri dari sejumlah valve yang dapat menutup lubang bor bila terjadi kick. BOP stock, merupakan kunci utama untuk menutup lubang bor. Komponen-komponen BOP stock :
  Annular preventer
Ditempatkan paling atas dari susunan BOP stock. Annular preventer berisi rubber packing element, yang dapat menutup lubang annulus, baik lubang dalam keadaan kosong ataupun ada rangkaian pipa bor.
  Ram preventer
Hanya dapat menutup lubang annulus untuk ukuran pipa tertentu, atau pada keadaan tidak ada pipa bor di dalam lubang Ram preventer, meliputi :
  Pipa ramps, digunakan untuk menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor berada di dalam lubang bor.
  Blind or blank rams, digunakan untuk menutup lubang bor, pada waktu rangkaian pipa bor tidak berada dalam lubang bor.
  Shear rams, memotong drill pipe dan seal, sehingga lubang bor kosong. Digunakan terutama pada off-shore floating rigs.
  Drilling spools
Merupakan spaner diantara preventer. Juga sebagai tempat pemasangan choke line dan kill line.
  Casing head
Merupakan alat tambahan pada bagian atas casing, yang gunanya sebagai pondasi BOP stock.
Accumulator, unit ini dihidupkan, bila keadaan darurat, yaitu untuk menutup BOP stock.
Unit ini dapat dihidupkan dari remote panel yang terdapat pada lantai bor, atau dari accumulator panel yang terletak pada unit itu sendiri, dalam keadaan crew harus meninggalkan lantai bor.
Choke manifold, merupakan kumpulan fitting dengan beberapa outlet yang dikendalikan secara manual atau otomatis.
Bekerja pada BOP stock dengan “high pressure line”, disebut dengan choke line.
Bila dihidupkan, choke manifold membantu menjaga block pressure dalam lubang bor, untuk mencegah terjadinya intrusi fluida formasi.
Kill line, bekerja pada BOP stock, biasanya berlawanan langsung dengan choke manifold (dan choke line). Lumpur berat dipompakan melalui kill line kedalam lubang bor sampai tekanan hidrostatik lumpur dapat mengimbangi tekanan formasi.

CEMENTING SYSTEM (SISTEM PENYEMENAN)


1. TEORI DASAR
Dalam industri perminyakan, selama operasi pemboran, masalah penyemenan adalah merupakan masalah yang umum dan biasa dilakukan. Hampir dipastikan cementing atau penyemenan selalu terjadi karena penyemenan menjadi salah satu faktor yang menentukan suatu operasi pemboran.
Apabila pada waktu melaksanakan penyemenan formasi yang di anggap membahayakan dan sangat menentukan didalam operasi selanjutnya, ternyata gagal, maka operasipun gagal pula. Dengan demikian operasi penyemenan juga merupakan faktor yang tidak kalah penting dengan yang lainnya.
Berdasarkan kebutuhannya, ada beberapa macam sementasi, yaitu :
  Primary cementing
  Squeeze cementing

2. Primary cementing
Sebagai dasar keperluan primary cementing, adalah menggunakan semen sebagai bahan penyekat dengan tujuan:
 Melindungi casing dari tekanan yang datang dari bagian yang dapat menyebabkan pipa collaps.
 Melindungi casing dari kemungkinan korosi dan elektrolisasi yang disebabkan oleh air formasi dan kontak fisik berbagai macam lapisan.
 Mencegah adanya migrasi fluida yang tidak diinginkan dari satu formasi ke yang lain.
 Mencegah polusi zone minyak atau gas.

Keperluan yang lain dari primary cementing adalah untuk mengontrol zone-zone tinggi tekanannya dibelakang casing dan mengurangi kemungkinan terjadinya blow out. Secara ringkas, primary cementing merupakan cara yang efektif dan efisien untuk isolasi lapisan, sekaligus pemboran dapat dilanjutkan sampai pada kedalaman yang diinginkan.
Metode yang banyak diterapkan untuk primary cementing adalah single stage primary cementing, dengan menggunakan metode dua-plug. Pada gambar tersebut menunjukkan skema instalasi primary cementing, yang bagian utamanya:
 Plug container (cementing head)
 Top plug dan bottom plug
 Float collar
 Centralizer
 Guide shoe, serta
 Cementing unit dan densometer

Stage cementing
Teknik ini diterapkan apabila menurut pertimbangan teknis dan ekonomis, lebih menguntungkan. Secara ringkas misalnya, apabila casing yang akan disemen cukup panjang, dimana selain lapisan produktif yang terdapat juga tedapat lapisan air yang korosif, disini yang perlu disemen tidak seluruh panjang casing, melainkan hanya lapisan produktifnya dan lapisan air perlu disemen untuk mencegah agar supaya casing tidak rusak oleh sifat air yang korosif tersebut.

Linier cementing
Teknik ini diterapkan apabila lebih menguntungkan dibandingkan dengan penggunaan casing secara keseluruhan.

3. Squeeze cementing
Teknik ini diterapkan, antara lain untuk :
  Mengisolasi zone gas, sehingga Gor dapat turun dan produksi minyak naik.
  Mengisolasi zone air, sehingga Wor dapat turun dan menaikkan produksi minyak.
  Memperbaiki casing yang bocor.
  Menutup thief zone (zone yang bertekanan rendah), yang dapat menyebabkan mud loss.
  Melindungi terjadinya migrasi fluida dari zone lain yang masih produktif.
  Yang paling utama adalah memperbaiki primary cementing yang kurang baik, misalnya terjadi channeling atau jumlah semen yang kurang cukup pada saat primary cementing.
Stage cementing
Tujuan pemakaian metode ini, antara lain :
  Zone isolations
  Lost circulation control
  Directional drilling
  Formation testing
  Abanndonment
Metode plug back, ada tiga macam yang secara skematis seperti pada gambar 2, yaitu : the balance method, the two plug method, dan the dump bailer method.

Pada dasarnya peralatan penyemenan terdiri dari :
   Surface equipment
   Subsurface equipment

Surface equipment (Peralatan diatas permukaan)
Peralatan ini meliputi :
  Cementing unit
  Flow line
  Cementing head

Subsurface equipment (Peralatan dibawah permukaan)
Peralatan ini meliputi :
  Casing
  Centralizer
  Scratchers
  Peralatan floating
  Collar
  Shoe trach
  Cementing plug
Disamping metode primary cementing, dikenal juga metode stage cementing (penyemenan bertingkat). Untuk metode ini dilakukan apabila didalam operasi pemboran ditemukan beberapa lapisan yang membahayakan dan sifatnya tidak menerus atau selang-seling dengan lapisan kompak.
Peralatan metode stage cementing, juga terbagi menjadii dua bagian utama, yaitu diatas permukaan dan dibawah permukaan. Untuk yang diatas permukaan, sama dengan metode primary cementing. Sedangkan untuk yang dibawah permukaan terdiri dari:
  Stage cementing collar
  Cement basket
  Trip plug
  Shut off plug

Deskripsi dan Fungsi alat
Surface equipment
  Cementing Unit, merupakan suatu unit pompa yang memompakan slurry dan lumpur pendorong dalam proses penyemenan terdiri dari :
  Tanki semen, untuk menyimpan semen kering.
  Hopper, mengatur aliran semen ke rig.
  Jet mixer, untuk mengaduk semen kering dengan air, sehingga diperoleh slurry (bubur semen) yang homogen.
  Motor penggerak pompa dan pompa.

  Jenis –Jenis cementing unit adalah :
  Truck mounted cementing unit
  Marine cementing unit
  Shid mounted cementing unit
  Flow line, merupakan pipe untuk mengalirkan slurry dari cementing unti ke cementing head.
  Cementing head, untuk mengatur aliran slurry yang masuk kedalam lubang bor. Ada dua macam yaitu :
  Mac clatchie cementing head, cara penggunaannya dengan membuka dan memasang kembali (pada waktu memasukkan top dan bottom plug).
  Plug container, lebih praktis dibandingkan dengan mac clatchie, karena top dan bottom plug sudah terpasang sebelumnya.

Subsurface equipment
  Casing, pipa selubung yang fungsinya :
  Melindungi lubang bor dari pengaruh luar (Air formasi dan tekanan)
  Melindungi lubang bor dari caving
  Memisahkan formasi satu dengan yang lainnya
  Bersama semen, memperkuat dinding lubang bor.
Jenis-Jenis Casing :
  Conductor casing
  Intermidiate casing
  Production casing
  Centralizer, fungsinya agar casing tetap ditengah lubang bor. Maksudya untuk memperoleh cincin semen yang baik. Sedangkan fungsi centralizer yang lain :
  Menyekrap kerak lumpur
  Mencegah terjadinya differential sticking
  Scatchers, dipasang pada rangkaian casing dan fungsinya membersihkan dinding lubang bor dari mud cake. Ada dua jenis scatchers, yaitu Rotation type well scratcher dan Reciprocation type scratcher.
  Peralatan floating, terdiri dari :
  Shoe :
  Casing shoe, biasanya berbentuk bulat pada bagian bawahnya dan ditempatkan dibagian bawah dari casing string. Tidak mempunyai valve, serta fungsinya membantu pada waktu pemasukan rangkaian casing.
  Float shoe, prinsipnya sama dengan casing shoe bedanya mempunyai valve, fungsinya :
  Mencegah aliran balik, mencegah blow out pada waktu menurunkan casing.
  Mencegah aliran balik semen.
  Memperkecil beban menara, pada drilling line dan pada casing.
  Collar, suatu penahan yang dipasang beberapa meter diatas casing shoe, fungsinya untuk menahan top dan bottom plug. Ada dua jenis yaitu :
  Guide collar, tanpa valve, sehingga tidak dapat menahan tekanan balik.
  Float collar, dilengkapi dengan valve, sehingga dapat menahan tekanan balik semen.
  Shoe trach, merupakan pipa casing yang dipasang antara shoe dan collar, agar tidak keluar ke annulus disekitar shoe.
  Cementing plug, perlatan ini terdiri dari :
  Bottom plug, fungsinya mencegah terjadinya kontaminasi antara slurry dengan lumpur. Pada bottom plug ini terdapat membran yang dapat pecah pada tekanan tertentu dan mengalirkan semen keluar.
  Top plug, berfungsi mendorong slurry, memisahkan semen dari lumpur pendorong, membersihkan sisa-sisa semen didalam casing. Tidak mempunyai membran.

Subsurface equipment untuk stage cementing.
  Stage cementing collar, fungsinya untuk melewatkan slurry, setelah primary cementing.
  Cement basket, letaknya dibawah cementing collar. Fungsinya untuk menyekat ruang annulus antara ruang bawah stage collar dan bagian atas stage collar.
  Trip plug, setelah primary cementing, maka trip plug dimasukkan. Fungsinya untuk membuka lubang bor pada stage cementing collar.
  Shut off plug, setelah pendorongan slurry selesai, kemudian dimasukkan shut off plug. Fungsinya untuk menutup cementing port, sehingga tidak terjadi aliran balik.

CYRCULATING SYSTEM (SISTEM SIRKULASI)



1. TEORI DASAR
Dalam industri perminyakan terutama pada saat pemboran. Peranan lumpur pemboran sangat penting. Karena lumpur pemboran merupakan faktor penting dalam operasi pemboran, kecepatan pemboran efisiensi keselamatan dan biaya pemboran adalah tergantung dari lumpur sesuai dengan fungsi lumpur pemboran. Maka lumpur perlu disirkulasi. Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistem pemboran, sehingga lumpur bor mampu mengoptimalkan fungsinya.
Peralatan ini mengalirkan lumpur pemboran dari peralatan sirkulasi turun ke rangkaian pipa bor dan naik ke anulus membawa serbuk bor (cutting) menuju conditioning area. Sebelum masuk ke mud pit untuk di sirkulasi kembali. Jika lumpur yang digunakan mengandung material koloid yang cukup. Maka kesulitan yang terjadi disuatu pemboran relatif kecil tetapi bila sebaliknya lumpur yang mengandung koloid yang rendah dan kadar padatan yang tinggi akan membentuk mud cake yang tebal pada dinding lubang bor kerak yang tebal ini akan membatasi gerak peralatan dan menyebabkan gangguan gerakan filtrat masuk ke formasi dan hal ini menyebabkan terganggunya operasi pemboran.
Rencanakan Fluida Pemboran (Lumpur Pemboran) berdasarkan keperluan. Jika formasi-formasi di bawah surface casing terlihat cukup terkonsolidasi pertimbangkan penggunaan air jernih atau air asin jika terlihat zona tidak stabil (dari informasi logging dan caliperlog) tentukan permeabilitasnya untuk permeabilitas tinggi gunakan low filtration mud, dan untuk lapisan rekah-rekah gunakan lost circulation agent, lumpur berviscositas rendah dan yang mudah di pompa dengan baik lumpur berat dan berviscositas tinggi hanya perlu di pakai untuk formasi-formasi yang benar-benar sulit di kontrol dengan cara biasa perhitungkan biaya-biaya pertambahan zat kimia (Aditif) dan lain-lain pada lumpur.


2. Sirkulasi Lumpur Pada rotary
   Pompa lumpur, pipa tekan lumpur, stand pipe, rotary house, swivel head, kelly cook, kelly, kelly bushing, master bushing, rotary table, DP, DC, Bit, anulus DC, anulus DP, Bop stack, flow line, shale shaker, desander, desilter, degaser, mud pit.

   Pemilihan pompa untuk keperluan pemboran harus tepat dan se-ekonomis mungkin. Konsumsi energi pompa di dalam suatu kerja pemboran sekitar 70 s/d 80 % dari seluruh tenaga yang diperlukan. Oleh karena itu untuk suatu program pemboran pompa lumpur harus sanggup memberikan kecepatan lumpur untuk mengangkat cutting sekitar 30-65 m/m di dalam praktek di usahakan agar aliran sirkulasi lumpur turbulent di dalam pipa dan laminer di dalam anulus, aliran diatur sedemikian rupa agar dapat melarutkan mud cake.


3. 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).


4. KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM SIRKULASI
A.  FLUIDA PEMBORAN
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.

Ada dua jenis Fluida Pemboran :
 Water Base Mud
  Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar/ air asin (seawater mud/ salt water mud), Clay, Chemical Addictive. Komposisi ini di tentukan oleh kondisi lubang bor.
 Oil Base Mud
  Komposisi lumpur ini digunakan pada pemboran dalam formasi shale dsb. Lumpur ini mahal tetapi mengurangi karatan pada rangkaian pipa pemboran.

Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut :
   Memberikan Horse Power Hydrolic, pada bit untuk mengangkat serbuk bor (cutting) dari dasar lubang bor
   Mendinginkan dan melumasi bit serta rangkaian pipa bor
   Melawan tekanan lapisan (formasi) agar supaya tidak terjadi blowout, tekanan Hydrostatic lumpur dalam praktek dibuat berkisar 110-120 % kali tekanan lapisan
   Membawa serbuk bor (cutting) dari dasar lubang ke pemukaan, dalam praktek kecepatan aliran lumpur pada ruang anulus antara pipa bor dan dinding lubang berkisar 30-65 m/m
   Membentuk lapisan kerak (mud cake) pada dinding lubang bor.
   Mengontrol tekanan formasi.
   Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara.
   Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan.
   Menahan sebagian berat drill pipe dan cutting (bouyancy efect).
   Mengurangi effek negatif pada formasi.
   Mendapatkan informasi (mud log, sampel log).
   Media logging.


B.  PREPARATION AREA
Tempat persiapan lumpur pemboran terdiri dari peralatan-peralatan yang diatur untuk memberikan fasilitas persiapan treatment lumpur bor. Tempat ini meliputi:
   Mud House
Merupakan gudang tempat penyiapan aditif
   Steel Mud Pit
Merupakan bak penampung lumpur di permukaan dan terbuat dari baja
   Mixing Hooper
Merupakan peralatan yang digunakan untuk menambah aditif ke dalam lumpur
   Chemical Mixing Barrel
Merupakan peralatan untuk menambahkan bahan kimia ke dalam lumpur
   Bulk Storage Tank
Merupakan tanki yang berukuran besar digunakan untuk menambah aditif dalam jumlah yang banyak
   Water Tank
Merupakan tanki penyimpanan air digunakan pada tempat persiapan lumpur


C.  PERALATAN SIRKULASI (CYRCULATING EQUIPMENT)
Peralatan sirkulasi merupakan komponen utama dalam sistem sirkulasi, Peralatan sirkulasi terdiri dari :
   Mud Pit
Berupa Tanki terbuat dari baja yang di gunakan sebagai tempat lumpur bor yang akan di pompakan atau yang akan di sirkulasikan kembali
   Mud Pump
Mud Pump merupakan jantung dari sistem sirkulasi, fungsi utamanya menggerakan lumpur bor dalam jumlah besar dengan tekanan yang tinggi
   Pump Discharge and return line
Merupakan pipa pengaliran lumpur bor dari mud pump atau sebaliknya
   Stand Pipe
Merupakan pipa baja yang posisinya vertikal, letaknya disamping derrick atau mast
   Rotary Hose
Pipa terbuat dari karet yang menghubungkan swivel dengan stand pipe


D.  CONDITIONING AREA
   Setting tank
Merupakan bak yang terbuat dari baja digunakan untuk menampung lumpur bor selama conditioning
   Reserve pit
Merupakan kolam besar yang di gunakan untuk menampung cutting dari dalam lubang bor dan kadang-kadang untuk menampung kelebihan lumpur bor
   Mud gas separator
Merupakan suatu peralatan yang memisahkan gas yang terlarut dalam lumpur bor dalam jumlah yang besar
   Shale shaker
Merupakan peralatan yang memisahkan cutting yang besar-besar dari lumpur bor
   Degaser
Merupakan peralatan yang secara terus menerus yang memisahkan gas yang terlarut dalam lumpur bor
   Desander
Merupakan peralatan yang memisahkan cutting yang berukuran pasir dari lumpur bor
   Desilter
Merupakan peralatan yang memisahkan cutting yang berukuran lebih halus dari pasir dari lumpur bor
   Mud Cleaner
Merupakan alat untuk membersihkan lumpur dari partikel solid yang lebih halus lagi
   Centrifuge
Merupakan peralatan yang digunakan untuk mengurangi jumlah partikel solid yang halus sekali dari lumpur pemboran yang tidak tersaring oleh peralatan diatas