ANGKA OKTAN (OCTAN NUMBER) DALAM BAHAN BAKAR MESIN (BBM)

ANGKA OKTAN (OCTANE NUMBER) DALAM BAHAN BAKAR MESIN (BBM)

Kita sering mendengar bahwa premium adalah bahan bakar dengan RON 88, Pertalite dengan RON 90. Sebenarnya, apa itu RON? Lalu seberapa penting faktor RON dalam bahan bakar dan performa kendaraan?

Banyak masyarakat awam yang kurang memahami apa itu RON. Termasuk pentingnya mengetahui faktor RON dalam pemilihan bahan bakar yang cocok untuk kendaraan yang juga mempengaruhi performa mesin dan hasil buang pembakaran. Selama ini masyrakat lebih memilih premium (RON 88) karena leboh ekonomis. Lalu, apakah semua mesin bisa diisi dengan RON 88? Simak ulasannya di bawah ini.

Stasiun Pengisian Bahan Bakar Umum

      

     Kita mulai dari pengertian bilangan oktan. Bilangan Oktan adalah standar pengukuran dari performa mesin atau kualitas bahan bakar. Semakin tinggi nilai oktan, maka semakin besar bahan bakar tersebut bertahan dalam tekanan sebelum terbakar dalam siklus mesin Otto (mesin yang umum digunakan pada mobil dan motor). Di dalam mesin, campuran udara dan bahan bakar (yang telah dikabutkan oleh karburator atau injection system) mendapat tekanan oleh piston hingga volume campuran tersebut sangat mampat dan kemudian terbakar oleh percikan api dari busi.

     Tekanan yang dihasilkan oleh piston dalam siklus geraknya juga mampu menyebabkan campuran tersebut terbakar secara spontan bahkan sebelum api busi keluar. Bila hal tersebut terjadi (campuran terbakar karena tekanan dan bukan karena api busi), maka peristiwa itu disebut knocking. Knocking dapat menyebabkan kerusakan pada piston dan engine yang semestinya kita wajib hindari. Di bawah ini adalah cuplikan proses di dalam mesin Otto.

    

     Hidrokarbon rantai lurus cenderung menyebabkan knocking. Kenapa? Karena rantai lurus dalam hidrokarbon hanya perlu sedikit tekanan dan suhu rendah untuk membakarnya. Berbeda dengan hidrokarbon rantai bercabang baik siklik maupun aromatik yang cenderung bersifat anti knocking.

      Nama Bilangan Oktan didasarkan pada nama hidrokarbon Oktana (Octane) yang memiliki delapan atom karbon, tak berwarna dan memiliki titik didih pada 125^oC. Salah satu keluarga oktana yaitu iso-oktana adalah yang digunakan sebagai referensi pengukuran bilangan oktan. Lebih spesifik lagi, iso-oktana yang digunakan adalah dari rantai 2,2,4-trimetilpentana. Iso-oktana memiliki sifat kompresi yang baik, tidak terbakar hingga volume terkecil. Berbeda dengan heptana yang mudah sekali terbakar bahkan dengan kompresi yang kecil.  

WARNA BAHAN BAKAR MESIN (BBM) DAN ALASANNYA DIWARNAI

      Iso-oktana murni memiliki bilangan oktan 100 dan heptana memiliki bilangan oktan 0. Bahan bakar dikatakan memiliki bilangan oktan X, dengan 0< X <100, bila kualitas pembakaran bahan bakar tersebut setara dengan kualitas pembakaran campuran x% volume iso-oktana dan (100-x)% volume n-heptana. Untuk bilangan oktan di atas 100 dirumuskan sebagai:

Bilangan Oktan = 100 + ((PN-100)/3),

dengan

PN (performance number) = 100 x (daya mesin yang dihasilkan bensin/daya mesin yang dihasilkan iso-oktana)

     Pada bagian sebelumnya telah disebutkan bahwa iso-oktana memiliki bilangan oktan 100. Lalu bagaimana bisa ada bahan bakar yang memiliki angka oktan lebih dari 100? 

      Bahan bakar dengan bilangan oktan di atas 100 biasanya digunakan untuk mesin-mesin khusus seperti mesin balap dan jet pesawat. Membuat bahan bakar hingga mencapai nilai oktan di atas seratus adalah dengan menambahkan zat aditif semacam MTBE, ETBE, dan etanol.  

     Sebelum proses pengujian, untuk membuat bahan bakar tertentu dengan bilangan oktan yang diinginkan, maka produsen akan mencoba mencampurkan iso-oktana dengan n-heptana yang direpresentasikan oleh persen volume masing-masing. Misalkan, bahan bakar yang merupakan campuran 90% iso-oktana dan 10% n-heptana akan memiliki bilangan oktan sebesar 90. Angka 90 bukan berarti bahan bakar tersebut hanya terkomposisi oleh iso-oktana dan n-heptana karena bahan bakar yang dijual secara umum juga telah dicampur aditif dengan tujuan spesifik lainnya.      

Kilang-Kilang Minyak Milik Pertamina

    Bilangan oktan tidak merepresentasikan energi yang terkandung dalam bahan bakar. Angka tersebut hanya ukuran kemampuan bahan bakar untuk terbakar oleh keadaan yang terkendali (terkompresi sempurna dan terbakar oleh api busi) daripada terbakar oleh keadaan yang tak terkendali (terbakar karena kompresi dan bukan karena api busi).

     Metode pengukuran atau pengujian bilangan oktan ada 6, seperti berikut:

1. Research Octane Number (RON)
    Ini adalah cara yang paling umum digunakan di seluruh dunia. RON ditentukan dengan uji coba menggunakan test engine dengan variasi compression ratio. Hasilnya akan dibandingkan untuk mendapatkan campuran yang tepat untuk iso-oktana dan n-heptana.
 
2. Motor Octane Number (MON)
    Cara lain untuk menetapkan bilangan oktan adalah MON. Metode ini dilakukan dengan engine test yang sama dengan RON namun menggunakan rotation per minute (rpm) yang lebih tinggi yaitu 900. RON menggunakan 600 rpm. Perbedaan lain adalah MON menggunakan pre-heated fuel dan variasi dari ignition timing. 
 
3. Anti-Knock Index atau (R+M)/2
    Beberapa negara seperti Australia, New Zealend, dan beberapa negara Eropa menggunakan RON. Tetapi negara seperti Canada, USA, Brazil dan beberapa lainnya menggunakan rata-rata dari RON dan MON, yang disebut Anti Knock Index (AKI), biasa ditulis sebagai (R+M)/2. Nama lainnya adalah PON (Posted Octane Number).
 
4. Observed Road Octane Number (RdON)
    Metode lainnya adalah RdON yang didapatkan dengan menguji bahan bakar pada mesin multi silinder dengan throttle yang terbuka lebar. Metode ini dikembangkan pada tahun 1920 dan masih reliable hingga saat ini. Awalnya pengujian ini dilakukan pada mobil yang benar-benar berjalan di track namun dengan perkembangan teknologi, pengujian saat ini dapat dilakukan pada chassis dynamometer dengan parameter yang dapat dikontrol untuk mendapatkan konsistensi pengukuran.

Baca juga:

WOW, SEPULUH KILANG MINYAK TERBESAR DI DUNIA!

SHALE GAS: MANUVER ENERGI AMERIKA SERIKAT?

REFINERY: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART I)

WARNA BAHAN BAKAR MESIN (BBM) DAN ALASANNYA DIWARNAI

WARNA BAHAN BAKAR MESIN (BBM) DAN ALASANNYA DIWARNAI

     Banyak dari kita pasti pernah membeli bensin eceran. Entah mereka yang tinggal di kota dan mendadak kehabisan bensin di jalan maka sebagai solusi adalah mencari penjual bensin eceran (bila SPBU masih jauh). Apalagi untuk mereka yang tinggal di daerah, bensin eceran pasti akarab dalam kehidupan sehari-hari. Waktu membeli bensin eceran, pernahkah kita mengamati warnanya?

 

Sampel Bahan Bakar di Indonesia

     Kalau kita biasa membeli bensin premium di penjual eceran, maka kita disodorkan bensin dengan warna kuning jernih. Apakah itu warna normal dari bensin atau bahan bakar yang lain? Bila kita melihat dari struktur kimianya, bensin premiun dengan angka oktan 88 memiliki rantai karbon sebanyak 8 atom. Bensin dengan kualitas ini memiliki karakteristik :
     1. Mudah menguap pada suhu kamar
     2. Tidak berwarna, jernih, dan tidak berbau
     3. Mempunyai titik nyala rendah yaitu antara -15^oC hingga -10^oC
     4. Mempunyai berat jenis yang rendah antara 0,71-0,77 kg/l
     5. Dapat melarutkan oli dan karet
     6. Menghasilkan jumlah panas yang besar 9500-10500 kcal/kg
     7. Sedikit meninggalkan jelaga saat dibakar

    Ternyata dari sifat bawaannya, bensin premium tidak berwarna dan tidak berbau. Lalu dari manakah warna pada bensin dan bahan bakar lainnya? 
     Pewarna sering disebut juga dyes. Ada berbagai macam dyes yang digunakan untuk keperluan-keperluan spesifik. Daftarnya seperti di bawah ini:

1. Acid Dyes
    Pewarna ini larut dalam air dan bersifat anionik dan biasa digunakan untuk produk berbahan serat seperti sutra, wol, nilon, dan serat akrilik.


2. Basic Dyes
    Serupa dengan acid dyes, pewarna ini larut dalam air dan bersifat kationik dan bersifat asam. Pewarna ini biasa digunakan pada serat akrilik namun juga beberapa digunakan pada sutra dan wol. Pewarna ini juga digunakan untuk mewarnai kertas.


3. Direct atau Substantive Dyes
    Bila basic dyes dan  acid dyes ditambahkan dalam keadaan ber-ion, maka pewarna ini ditambahkan dalam keadaan netral atau sedikit basa. Penambahan garam lain juga sering dilakukan bila menggunakan pewarna ini. Garam yang dimaksud misalnya sodium klorida, sodium sulfat, atau sodium karbonat. Pewarna ini sering digunakan pada bahan kapas, kertas, kulit, wol, sutra, dan nilon. Pewarna ini juga digunakan sebagai indikator pH (keasaman).


4. Mordant Dyes
    Pewarna tajam ini yang paling penting adalah synthetic mordant dyes atau chrome dyes yang sering digunakan untuk bahan wol. Porsi pewarna ini adalah 30% untuk pewarnaan wol dan sangat berguna bila ingin mendapatkan warna hitam atau biru tua. Perlu dicatat bahwa pewarna ini banyak mengandung logam berat dan bisa sangat berbahaya bagi kesehatan.


5. Vat Dyes
    Pewarna ini tidak larut dalam air termasuk tidak dapat diserap langsung oleh serat bahan yang akan diwarnai.


6. Reactive Dyes
    Banyak digunakan untuk pewarnaan serat selulosa dan katun.


7. Disperse Dyes
    Dikembangkan untuk mewarnai selulosa asetat dan pewarna ini larut dalam air. Digunakan sebagai pewarna utama untuk polyester, nilon, selulosa triasetat, dan serat akrilik. 


8. Azoic Dyes
9. Sulfur Dyes
    Pewarna ini sering digunakan untuk mewarnai katun khusus untuk mendapatkan warna gelap.

10. Oxidation based : banyak digunakan untuk pewarna rambut dan bulu
11. Laser Dyes
12. Leather Dyes : digunakan untuk pewarna kulit
13. Fluorescent Brightener : digunakan untuk serat tekstil dan kertas
14. Solvent Dyes : digunakan untuk pewarnaan kayu, pelarut, produk berbahan dasar minyak, dan lilin.
15. Contrast Dyes
16. Mayhem's Dye : digunakan untuk pewarnaan air 

     Solvent dyes adalah yang paling umum digunakan sebagai pewarna untuk hidrokarbon bahan bakar. Pewarna ini adalah jenis yang larut dalam pelarut organik. Seperti dijelaskan di atas, pewarna ini adalah solusi untuk proses pewarnaan pelarut organik, bahan bakar hidrokarbon, lilin, pelumas, plastik, dan semua bahan berbasis hidrokarbon non polar. Pemberian nama dari pewarna ini adalah mengikuti pakem seperti "solvent <warna> <angka>", misalnya bila ingin menyebutkan warna merah adalah solvent red 24, solvent red 26, dan seterusnya.

    Hanya sedikit kilang atau unit pengolahan di dunia yang masih menggunakan pewarna dalam bentuk serbuk atau powder. Selain karena isu biaya, penggunaan pewarna serbuk juga memiliki isu lingkungan yang lebih besar dibandingkan dengan bila menggunakan pewarna laruta. Lagupula, lebih mudah bila mencampurkan liquid  ke liquid daripada serbuk ke liquid.

    Tujuan pewarnaan bahan bakar ini antara lain untuk membedakan jenis bahan bakar satu dengan yang lainnya. Dibedakan agar mencegah penyalahgunaan seperti pengoplosan, penipuan, dan lainnya. Bahkan di beberapa negara, pewarnaan bahan bakar digunakan untuk membedakan mana yang dikenakan pajak dan mana yang tidak. 

   Bahan bakar pesawat memiliki tujuan spesifik dalam pewarnaan. Tidak hanya karena bahan bakarnya yang dikenai pajak, tapi juga untuk mencegah kesalahan pengisian bahan bakar ke dalam tangki pesawat. Karena mesin pesawat memiliki spesifikasi bahan bakar yang berbeda.

   Negara-negara di dunia memiliki standar warna yang berbeda untuk setiap bahan bakar yang diproduksi. Berikut adalah tabel negara-negara di dunia dan standar warna bahan bakar yang diproduksi.

Tabel Standar Warna Bahan Bakar Negara-Negara di Dunia

    Semoga tulisan ini bermanfaat. Terima kasih :)

 

Baca juga:
KILANG BONTANG, REALISASI ATAU WACANA?

 

Kilang-Kilang Minyak Milik Pertamina

 

WOW, SEPULUH KILANG MINYAK TERBESAR DI DUNIA!      

PERALATAN VITAL PENGEBORAN: BLOW OUT PREVENTER (BOP)

PERALATAN VITAL PENGEBORAN: BLOW OUT PREVENTER (BOP)

   Bekerja di bidang pengeboran minyak dan gas bumi berarti bekerja di lingkungan bahaya yang tinggi. Selain bekerja dengan bahan yang mudah meledak, pekerja juga memiliki potensi terpapar gas beracun dan bahaya lain dari peralatan berat yang dioperasikan. 

   Termasuk dalam proses pengeboran. Entah karena penggunaan alat-alat berat, gas beracun yang keluar dari perut bumi, atau ledakan/semburan lumpur dari sumur bor yang tiba-tiba. Maka, segala tindakan pencegahan harus disipakan dengan baik. Kali ini, kita akan membahas mengenai peralatan pencegahan ledakan sumur yang dikenal dengan Blow Out Preventer (BOP).

Blow Out Preventer

A. Apakah Blow Out Preventer (BOP)?

   Blow out preventer dapat dikatakan sebagai valve khusus dalam ukuran besar dilengkapi dengan kemampuan mekanis untuk memonitor, mengendalikan, dan menyegel sumur gas dan minyak untuk mencegah ledakan atau semburan yang tak terkendali dari minyak mentah dan/atau gas alam dari dalam sumur. Biasanya peralatan ini dipasang secara redundant.

     BOP dikembangkan untuk mengatasi tekanan ekstrim dan aliran yang tak terkendali yang keluar dari dalam sumur selama proses pengeboran. Tekanan dan aliran yang tak terkendali dari dalam sumur sering disebut juga "KICK". Kick berpotensi menyebabkan katastropik akibat ledakannya. Selain untuk memonitor dan mengendalikan tekanan dan aliran dalam sumur, BOP juga dimaksudkan untuk mencegah tubing, peralatan dan drilling fluid tersembur keluar saat ada potensi ledakan dari dalam sumur. BOP sangat kritikal untuk keselamatan kru, rig, dan lingkungan. Dengan kemampuannya untuk memonitor dan memelihara integritas sumur, BOP memberikan pengamanan dari kegagalan untuk sistem yang melibatkan alat ini.

     Beberapa sebab terjadinya "kick" antara lain:
1. Berat lumpur bor yang kurang memadai
2. Kegagalan membuat sumur bor selalu penuh lumpur
3. Adanya kondisi swabbing
4. Kerusakan lumpur oleh gas atau air

     Sebelum terjadi kick atau semburan liar, ada beberapa tanda yang dapat dideteksi sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahan sebelum terjadi katastropik. Berikut adalah tanda ketika sumur mengalami kick:
1. Bertambahnya volume fluida di permukaan
2. Kenaikan rate of penetration yang mendadak
3. Turunnya tekanan pompa lumpur
4. Berkurangnya berat rangkaian pipa bor

B. Sejarah Blow Out Preventer

   Cameron ram-type blow out preventer adalah BOP pertama yang sukses digunakan dalam pengeboran minyak dan gas bumi. BOP pertama dikembangkan oleh James S. Abercrombie dan Harry S. Cameron pada tahun 1922.

     Sejarah pengembangan BOP pertama kali didasari oleh ledakan dari Lucas well. Saat melakukan pengeboran sumur minyak dan gas, bagian bibir sumur dilapisi oleh conductor casing. Setelah casing terpasang, drill string diturunkan melalui casing dan mulai melakukan pengeboran. Daerah/ruang annular diantara drill stem dan casing diisi dengan drilling mud yang memberikan tekanan hidrostatik yang menahan fluida dari formasi sehingga tidak menyembur keluar sumur.

    Masalah akan muncul bila tekanan fluida dalam formasi lebih besar dari tekanan hidrostatik yang diberikan oleh drilling mud. Bila kondisi ini terjadi, maka minyak dan gas dari dalam sumur akan memberikan tekanan ke atas dan menyembur keluar dari dalam sumur. Semburan ini dapat menyebabkan banyak tumpahan minyak dan kebakaran pada sumur. Ledakan akibat semburan di Lucas Well di lapangan minyak Spindletop pada tahun 1901 berlangsung hingga lebih dari 9 hari dan menumpahkan lebih dari 500.000 barel minyak.

   Di tempat lain, James Smither Abercrombie (1891-1975), pengebor sumur minyak dari Texas, dan Harry S. Cameron (1872-1928), pemilik toko perkakas, membentuk perusahaan bernama Cameron Iron Work pada tahun 1920. Abercrombie memiliki gagasan mengenai blow out preventer dan mendiskusikannya bersama Cameron. Bersama, mereka merancang dan membuat perangkat tersebut di Cameron Iron Work dan menghasilkan ram-type blowout preventer yang pertama dan diberi nama MO BOP.

C. Fungsi Utama
    Blow out preventer tersedia dalam banyak jenis, ukuran dan rating tekanan yang berbeda. Beberapa unit juga memiliki berbagai fungsi yang dikombinasikan dalam satu unit BOP. BOP juga dapat digunakan secara redundant, yang merupakan metode paling efektif untuk aplikasi peralatan fail-safe. 

Fungsi utama dari sistem BOP adalah:
1. Membatasi fluida di dalam lubang sumur 
2. Memberikan sarana untuk mengisi fluida bor ke dalam sumur
3. Memungkinkan volume tertentu dari fluida ditarik keluar dari sumur

    Selain itu, dalam melakukan fungsi utamanya, sistem BOP juga digunakan untuk:
1. Mengatur dan memonitor tekanan dalam sumur
2. Menggantung dan mengatur posisi drill string agar berada di tengah lubang sumur
3. Menutup sumur 
4. "Membunuh" sumur (mencegah fluida dari formasi mengalir masuk ke dalam lubang sumur)
5. Menyegel wellhead
6. Memutus atau memotong casing atau drillpipe bila dalam keadaan darurat

D. Sistematika Kerja 
     Dalam proses pengeboran sumur, drill string dimasukkan menuju resevoir minyak dan gas melalui BOP. Saat sumur mulai di-bor, drilling fluid, yang dikenal dengan lumpur bor diinjeksikan melalui drill string hingga ke ujung drill bit atau mata bor. Lumpur bor ini akan membawa serpihan batu yang dibor naik ke permukaan melalui ruang di antara drill string dan casing. Kolom yang tercipta oleh lumpur bor ini memberikan tekanan hidrostatik yang melawan tekanan dari dinding reservoir yang di bor, sehingga memungkinkan proses pengeboran berlangsung.

    Bila terjadi "kick", operator rig atau sistem automasi akan menutup unit BOP, menyegel annulus untuk menghentikan aliran fluida keluar dari lubang sumur. Lumpur yang kental disirkulasikan ke dalam lubang sumur melalui drill string, naik ke annulus, dan keluar melalui jalur pembatas aliran (choke line) di bawah BOP hingga tekanan dalam sumur dapat dikendalikan. Setelah sumur berhasil dikendalikan dari "kick", maka integritas sumur perlu diperiksa kembali. Bila integritas sumur masih dinilai baik, maka proses pengeboran dapat dilanjutkan. 

    Bila BOP dan lumpur pengeboran tidak mampu membatasi tekanan ke atas, maka pasti akan terjadi ledakan hingga melemparkan tubing/casing, minyak dan gas dari dalam sumur, dan berpotensi akan membakar rig.

E. Jenis Blow Out Preventer
    BOP memiliki dua jenis yang umum digunakan yaitu ram dan annular. Keduanya sering digunakan bersama dalam satu rangkaian BOP. Setidaknya satu BOP annular mengakomodasi beberapa BOP ram.


1. RAM Blow Out Preventer

    BOP model ini ditemukan oleh James Smither Abercrombie dan Harry S. Cameron pada tahun 1922 dan dipasarkan pada tahun 1924 oleh Cameron Iron Works. BOP tipe ram sebenarnya identik dengan cara kerja gate valve tetapi menggunakan sepasang plunger baja yang berlawanan yang kemudian disebut sebagai ram. Ram dapat diperpanjang menuju ke tengah lubang sumur untuk menghambat aliran atau ditarik mundur untuk membuka jalan aliran fluida. 

    Bagian dalam dan permukaan atas dari ram dilengkapi dengan selubung (elastomeric seals) yang menekan dengan arah yang berlawanan dan mengelilingi tubing saat proses pengeboran berlangsung. Outlet pada sisi badan BOP digunakan untuk koneksi saluran choke dan/atau valve.

Desain Ram BOP oleh Cameron Iron Works

    Ram, atau blok ram memiliki empat tipe umum: pipe, blind, shear dan blind shear.

i. Pipe Rams, 
   Rams ini menutup erat drill pipe untuk membatasi aliran di dalam annulus (celah berbentuk cincin diantara objek yang konsentris) diantara bagian terluar drill pipe dan dinding sumur tetapi tidak menghalangi aliran di dalam drill pipe. 

BOP dengan berbagai jenis rams. a. blind ram b. pipe ram c. shear ram

  Variable-bore pipe ram, dapat mengakomodasi tubing dengan rentang yang lebih lebar dari diameter terluar pipa ram standard tetapi membawa konsekuensi hilangnya kapasitas tekanan dan umur peralatan.

ii. Blind Rams
    Disebut juga sebagai sealing ram yang tidak memiliki celah untuk tubing. Dapat menutup dan menyegel sumur saat tidak ada drill string atau tubing di dalam sumur bor.


iii. Shear Rams
     Digunakan untuk memotong drill string atau casing dengan baja pemotong yang keras.

Shear Ram BOP

iv. Blind Shear Rams
    Dikenal juga sebagai shear seal ram, atau sealing shear ram. Jenis ini difungsikan untuk menyegel lubang sumur, bahkan ketika drill string masih di dalam lubang dengan memotong drill string dan rams akan menutup sumur. Bagian atas dari drill string yang putus akan dibebaskan dari ram, sementara bagian bawah akan di-crimping.

2. Annular Blow Out Preventer
    BOP ini ditemukan pertama kali oleh Granville Sloan Knox pada tahun 1946, dan dipatenkan pada tahun 1952. Dalam lingkungan rig, BOP ini sering disebut "Hydril", sesuai nama salah satu manufakturnya.

    BOP tipe annular dapat menutup dan melingkupi drill string, casing, ataupun objek tidak silindris misalnya kelly. Drill pipe, termasuk dengan peralatan berdiameter besar seperti tool joint (konektor/penghubung berulir), dapat ditarik secara vertikal ketika tekanan dibawah turun melalui annular preventer dengan mengendalikan secara hati-hati tekanan hidroliknya. Annular BOP juga sangat efektif digunakan saat perawatan seal di sekitar drillpipe bahkan saat proses pengeboran berlangsung.

    Regulasi mengenai BOP menyebutkan bahwa annular BOP harus mampu menutup lubang sumur, namun annular tidak seefektif ram dalam hal menutup dan menyegel lubang sumur. Karena itu, dua tipe BOP ini sering digunakan bersama dalam satu rangkaian. Annular BOP biasanya diletakkan di puncak rangkaian (umumnya satu atau dua annular) dengan kombinasi beberapa ram di bawah.

     Annular BOP menggunakan "ganjal" sebagai metode kerjanya untuk menutup lubang sumur. BOP ini dilengkapi dengan segel bulat berbentuk seperti donat, yang diesbut dengan elastomeric packing unit yang diperkuat oleh bingkai baja.  Packing unit ini diposisikan di dalam BOP di antara "kepala" dan piston hidrolik. Saat piston bergerak, maka akan mendorong packing unit untuk menyempit dan menyegel lubang yang terbuka. Annular BOP hanya memiliki dua bagian yang bergerak yaitu piston dan packing unit, yang membuat BOP ini lebih mudah untuk dirawat dibandingkan dengan ram preventer.

Annular BOP Metodologi

    Model original annular BOP menggunakan piston faced-conical. Ketika piston naik, gerakan vertikal dari packing unit dihambat oleh head BOP dan permukaan piston akan  menekan packing sehingga menutup celah di antara drill string.

    Pada tahun 1972, Ado N. Vujasinovic mendapatkan paten untuk variasi annular BOP yang dikembangkannya yang dikenal dengan spherical blowout preventer, sesuai dengan bentuk permukaannya yang sferis.

Spherical Blow Out Preventer

E. Metode Kendali
     Metode kendali BOP bila rig ditujukan untuk pengeboran onshore atau perairan dangkal (well head berada di atas permukaan air) adalah dengan menggunakan tekanan hidrolik dari remote accumulator. Ruang kendali biasanya di dalam rig atau dapat juga dioperasikan secara manual dengan menggunakan wheel hand.

    Lalu bagaimana dengan BOP untuk pengeboran lepas pantai atau perairan dalam? Untuk pengeboran ini, ada empat cara utama untuk mengoperasikan BOP yaitu:

1. Electrical Control Signal, dikirim dari permukaan melalui kabel kontrol
2. Acoustical Control Signal, dikirim dari permukaan dengan modulasi sinyal suara yang berinteraksi dengan transduser di bawah air.
3. ROV Intervention, remotely operated vehicle (ROV) secara mekanikal akan mengoperasikan katup-katup pada BOP dan menyediakan tekanan hidrolik untuk keperluan operasional BOP
4. Deadman Switch/Auto Shear, peralatan gagal-aman yang bekerja dalam keadaan darurat dan bila sinyal kontrol, tenaga listrik, dan jalur hidrolik untuk keperluan BOP terputus.

     Terdapat dua control pod, bekerja secara redundant, yang disediakan untuk BOP. Sinyal kontrol elektrik (Electrical Control Signal) adalah yang utama. Sedangkan, sinyal akustikal, ROV, dan deadman switch adalah sebagai backup.

    BOP juga dilengkapi dengan Emergency Disconnect System (EDS) yang memutus hubungan rig dengan sumur bila terjadi keadaan darurat. EDS juga ditujukan untuk secara otomatis memicu deanman switch yang menutup BOP.

   Pompa di rig secara normal mengirim tekanan hidrolik kepada BOP melalui jalur hidrolik. Akumulator yang ditempatkan di BOP memungkinkan untuk memicu BOP menutup bahkan saat BOP dan rig tidak lagi terhubung. Akumulator hidrolik tersebut memicu BOP untuk menutup secara otomatis berdasarkan tekanan yang terlalu tinggi atau aliran fluida yang berlebihan.


    Sekian dari penulis. Semoga hal yang sederhana ini bisa memberikan manfaat untuk pembaca. Terima kasih. :)

Related article:

INILAH PROSES PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI!

TANPA LUMPUR INI, PENGEBORAN MIGAS TIDAK MUNGKIN BERHASIL

BUKAN CUMA BANGUNAN YANG DISEMEN, SUMUR MINYAK JUGA DISEMEN!

MAU TAHU MACAM-MACAM PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI, INI DIA RANGKUMANNYA!

ARHDM: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART III)

ARHDM: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART III)

  Setelah mengetahui proses pertama dalam refinery dalam artikel part I dan part II, selanjutnya kita akan memasuki pembahasan berikutnya yaitu Atmospheric Residue Hydrodemetallization atau ARHDM. 

   Sekilas dari penamaannya, kita sudah dapat menduga bahwa proses ini adalah untuk menghilangkan kandungan logam dari hasil produksi proses sebelumnya. Dengan menghilangkan kadar logam dalam produk, maka akan didapatkan hasil akhir dengan kualitas yang lebih baik. Bagaimana proses di ARHDM? Apa saja peralatannya? Apa dan bagaimana produk yang dihasilkan? Simak yang berikut ini.

    Pada kesempatan yang lalu, pembahasan bagian I dan bagian II, kita sudah mempelajari bagaimana CDU menjalankan distilasi bertingkat pada crude oil. Nah, pada kesempatan ini sisa hasil CDU (residu) akan diumpankan pada unit Atmospheric Residue Hydrodemetallization (ARHDM) untuk diolah lebih lanjut. Dan, hasil pengolahan ARHDM ini juga akan diumpankan ke proses berikutnya yaitu Residu Catalytic Cracker (RCC) seperti gambar di bawah.

Refinery Flow Chart

     Baiklah, kita bisa mulai lagi perjalanannya. Unit ARHDM mengolah atmospheric residue (AR) dari proses CDU. Tujuan utama dari ARHDM adalah untuk mengurangi kandungan logam dalam AR misalnya Nikel (Ni), Vanadium (V), carbon residue (MCR), senyawa nitrogen dan senyawa sulfur. Pengolahan ARHDM akan menghasilkan Demetallized Atmospheric Residue (DMAR) dengan kandungan pengotor yang lebih kecil sehingga memenuhi spesifikasi sebagai umpan RCC. Proses ini melibatkan katalis dan hidrogen dalam keadaan ruang bertekanan tinggi.

Flowchart ARHDM

     Tingginya kandungan metal akan meracuni katalis di RCC dan bila kadar MCR dalam bahan itu tinggi akan meningkatkan beban panas regenerator unit RCC. Spesifikasi produk yang diharapkan adalah seperti tabel di bawah ini.

Tabel Impurities pada Produk ARHDM

     Ada 5 (lima) seksi yang berperan dalam proses ARHDM, antara lain:

1. Seksi Feed
    
    Dalam seksi ini, bahan AR mengalami proses pemanasan awal dan penyaringan sebelum dialirkan ke Feed Surge Drum. Dua feed (bahan) didapat dari keluaran residu CDU atau disebut hot AR dan salah satunya didapat dari tanki atau disebut cold AR. Kedua bahan ini setelah tercampur akan memasuki fase pre-heating kemudian di pompa ke dalam filter untuk memisahkan kontaminan padat. Filter yang digunakan berukuran 25 mikron. Penyaringan partikel padat ini dilakukan untuk mencegah penyumbatan pada katalis reaktor.

AR Feed Filter

   Feed yang telah melalui proses penyaringan akan diteruskan ke filtered feed surge drum yang nantinya akan dipompa masuk ke dalam furnace.
   
    Furnace  atau lebih mudah disebut sebagai dapur pembakaran. Peralatan ini digunakan untuk memanaskan fluida dan diaplikasikan di berbagai industri terutama petrochemical dan refinery. Furnace didesain menggunakan dinding plat baja yang dilapisi material tahan api. Panas yang dibangkitkan di dalam combution chamber diteruskan ke tubing dengan rambatan panas secara konveksi dan radiasi. Feed atau AR mengalir dalam tubing yang berada di dalam furnace sehingga bisa disebut sebagai pemanasan tidak langsung. Panas yang dibangkitkan di combution chamber sangat bervariasi bergantung kebutuhan proses. Namun, untuk proses ini panas dibangkitkan hingga 500^oC.

Furnace Unit ARHDM

Bagan furnace

     Gambar-gambar di bawah akan menunjukkan kepada kita bagian penting dari furnace.

Furnace Gas Burner

Furnace Tubing

2. Seksi Reaksi

    Feed dari furnace akan dipompa masuk ke dalam reaktor. Di dalam reaktor ini terjadi reaksi ekstotermis yang melibatkan injeksi H₂. Reaksi eksotermis adalah reaksi yang disertai perpindahan kalor dari sistem ke lingkungannya atau, dengan lebih sederhana, terdapat kalor yang dilepaskan ke lingkungan. Ciri reaksi eksotermis adalah terjadi kenaikan temperatur pada lingkungan di sekitar sistem.

    Hidrogen, pada reaksi ini, diinjeksikan ke dalam reaktor dengan tujuan mengurangi carbon residue (MCR), sebagai metal separator dan sebagai temperature control bila temperatur reaktor melonjak (akibat reaksi eksotermis). Sebelum masuk ke dalam reaktor, feed diinjeksi cold quench recycle gas yang didapat dari cold high pressure separator (CHPS). Fungsi gas ini adalah untuk membantu mengatur suhu dan laju reaksi (menghindari terjadinya run away reaction). Produk yang disebut effluent akan diumpankan ke seksi berikutnya yaitu seksi pendinginan dan pemisahan produk reaktor.

Reaktor ARHDM

     Pompa-pompa yang digunakan di proses ini menggunakan pompa sentrifugal multistage. Pompa ini digunakan untuk menaikkan tekanan feed dari 4 kg/cm² menjadi 198 kg/cm² sebelum diumpankan ke dalam reaktor.

Pompa feed ARHDM

 

Pompa feed ARHDM

Bagan Seksi Feed dan Reaksi

   
3. Seksi Pendinginan dan Pemisahan Produk Reaktor

    Effluent hasil seksi reaksi akan didinginkan pertama kali didinginkan pada feed exchanger dengan memanfaatkan temperatur combined feed reactor sebagai fluida pendingin. Setelah mengalami proses pendinginan, effluent diumpankan ke Hot High Pressure Separator (HHPS). 


   Fungsi dari HHPS adalah untuk mengambil residu minyak dari effluent karena AR yang mengandung endapan aluminium dapat menyumbat exchanger di vapour cooling train. Liquid panas yang keluar dari HHPS akan diteruskan ke Hot Low Pressure Separator (HLPS), dan feed dari HHPS yang sudah berbentuk uap (banyak mengandung H₂, NH₃, H₂S dan gas hidrokarbon) dialirkan ke Cold High Pressure Separator (CHPS) setelah mengalami pendinginan oleh heat exchanger  dan fin fan.

Heat Exchanger ARHDM

     Air yang berhasil dipisahkan pada proses CHPS akan dibuang ke Sour Water Stripper (SWS), sedangkan minyak yang berhasil dipisahkan akan dialirkan ke Cold Low Pressure Separator (CLPS). Sedangkan sour gas (gas keluaran atas) dialrikan ke gas fuel treating dan feed yang masih berbentuk liquid akan dialirkan ke Atmospheric Fractionator setelah mengalami pemanasan di heat exchanger.




 

Bagan Seksi Pemisahan Produk

    Liquid yang berada di HLPS akan dipanaskan kembali sehingga terpisah antara fraksi gas dan liquid-nya. Fraksi uap atau gas yang sudah berhasil dipisahkan akan diumpankan ke CLPS dan fraksi liquid akan diumpankan ke Atmospheric Fractionator.

    
4. Seksi Gas Recycle

    Fraksi gas yang berasal dari CHPS kaya akan kandungan hidrogen. Sebagian dari gas ini akan masuk ke dalam Recycle Gas Compressor dan Hydrogen Recovery Unit (HRU). HRU ini merupakan membran yang berfungsi untuk memurnikan hidrogen agar dapat digunakan kembali dalam reaktor dan sebagai media quenching.
   

Vacuum Compressor unit ARHDM

Gas Treating Section

     Sebelum gas masuk ke dalam HRU, gas akan melalui scrubber untuk mengurangi  kandungan amonia hingga di bawah 30 ppm. Scrubber adalah pencucian gas menggunakan bahan dasar air sehingga gas akan terbebas dari amonia karena amonia larut dalam air.

5. Seksi Fraksinasi

    Ada 2 (dua) bahan yang akan diolah dalam satu kolom fraksinasi secara bersamaan. Bahan-bahan tersebut adalah Hot Heavy Oil dari HLPS dan Cold Heavy Oil dari CLPS. Keduanya diproses dalam satu kolom yang dinamakan Atmospheric Fractionator. Atmospheric Fractionator memiliki dua seksi yaitu seksi atap (Top) dan seksi bawah (Bottom). Seksi Atap memiliki 32 tray dengan diameter 3,2 meter dan seksi Bawah memiliki 15 tray dengan diameter 3,66 meter. Jarak antar tray pada kedua seksi dalam kolom adalah 610 mm.

Fractionator Colomn ARHDM

  

Seksi Fraksinasi

  Fraksi minyak yang berasal dari HLPS dan CLPS di fraksinasi di dalam kolom Atmospheric Fractionator yang dibantu dengan superheated steam. Hot Heavy Oil dari HLPS diumpankan dari seksi bawah kolom fraksinasi sedangkan Cold Heavy Oil dari CLPS diumpankan ke seksi atas tepat di atas flash zone (ingat proses di dalam CDU pada artikel sebelumnya).

A. Proses Mendapatkan Naphta

     Proses fraksinasi pertama yang akan dibahas adalah bagaimana mendapatkan Naphta dari kedua bahan yang disediakan. Setelah kedua bahan tersebut memasuki kolom fraksinasi, dan mengalami distilasi bertingkat seperti halnya proses pada CDU maka akan dihasilkan overhead product. Mirip dengan proses pada CDU, kolom fraksinasi ini juga dilengkapi dengan sistem refluxing untuk memaksimalkan pemisahan fraksi-fraksi minyaknya. 

    Overhead product ini selanjutnya akan dikondensasi oleh fin fan dan ditampung di dalam overhead accumulator. Produk accumulator ini sebagian akan di-uap-kan dan sebagian bentuk liquid-nya akan menjadi bahan pencampur pada proses selanjutnya. Uap dari accumulator akan dikompresi oleh first stage compressor dan hasil keluarannya akan didinginkan menjadi kondensat oleh interstage cooler. Product yang sudah lebih dingin ini akan ditampung oleh Interstage KO Drum.

    Proses berlanjut dengan mengkompresi produk uap dari interstage drum oleh compressor pada second stage-nya. Produk hasil kompresi kedua ini akan dicampur dengan liquid yang dari overhead accumulator yang masih berupa unstabillized naphta. Hasil campuran ini juga melalui proses pendinginan sebelum memasuki fase proses selanjutnya yaitu Sour Gas Separator (SGS).

    Di dalam SGS terjadi pemisahan antara unstabillized naphta, sour water, dan off gas. Unstabillized naphta dipanaskan oleh produk stabillized naptha kemudian dialirkan menuju Naphta Stabillizer dan dipisahkan dari off gas. Off gas akan dialirkan menuju Fuel Gas Treating. Sedangkan naphta akan menjalani proses pendinginan sebelum dipompa ke tangki penampungan.

B. Proses Mendapatkan Kerosene

    Side Stream Product dari fraksionator berupa kerosene diambil dari tray  di bawah seksi atap kemudian diproses di kerosene stricut stripper. Bottom product kerosene ini dibagi menjadi dua aliran. Yang pertama adalah menuju tangki penampungan kerosene. Yang kedua adalah kerosene dipanaskan kembali oleh boiler dan dipompa masuk kembali ke kolom stripper sebagai reboiling. Overhead product dari kolom ini juga akan diumpanbalikkan ke kolom fraksinator sebagai reflux.

C. Proses Mendapatkan Gas Oil

     Produk gas oil diambil dari atas bagian seksi bawah fraksionator dan diumpankan ke dalam gas oil stripper. Proses stripping ini dibantu oleh superheated steam. Bottom Product ini dipompa keluar dari kolom dan didinginkan menggunakan fin fan. Sebagian dipompa menuju tangki penampungan, sebagain lagi menuju proses Gas Oil Hydrotreater. Sedangkan overhead producti kolom ini akan diumpanbalikkan ke kolom fraksionator sebagai reflux.

D. Proses Mendapatkan DMAR

    DMAR sudah didapatkan dari bottom product fraksionator. Produk ini dipompa menjadi dua aliran. Sebagian besar digunakan untuk memanaskan feed fractinator dan memanaskan AR yang akan masuk ke dalam feed filter. Sisanya digunakan untuk memanaskan kerosene stripper reboiler. Pada akhirnya, kedua aliran ini akan dicampur kembali, sebagian menuju tangki penampungan dan sebagian akan diumpankan ke proses berikutnya yaitu Residu Catalytic Cracker (RCC).

E. Chemical Addition

    Unit ARHDM memerlukan tambahan kimia untuk membantu operasionalnya. Biasanya bahan kimia yang digunakan adalah corrosion inhibitor. Bahan-bahan kimia tersebut antara lain:

1. Kurilex L-log

    Bahan ini merupakan corrotion inhibitor yang banyak digunakan untuk Temperature Cooling Water (TCW).

2. Sodium Polisulfide Solution

    Bahan kimia ini lebih dikenal dengan nama polisulfide dan mempunyai rumus molekul Na²Sx. Polisulfide merupakan bahan kimia berbentuk cairan kuning kecoklatan dengan bau mirip sulfida dan memiliki titik didih 104^oC. Bahan ini merupakan bahan kimia produksi Chevron yang memiliki sifat larut dalam air dan tidak larut dalam hidrokarbon. Bahan ini berfungsi untuk melapisi pipa agar tidak terjadi fouling pada fluida dan untuk mencegah korosi.

3. Dimethyl Disulfide

    Biasa disingkat DMDS, merupakan cairan berwarna kuning pucat dengan bau seperti telur busuk. DMDS memiliki rantai H₃C-S₂-CH₃. DMDS memiliki sifat larut dalam alkohol ringan seperti eter atau aliphatic hydrocarbon. Larutan ini  memiliki titik didih 109,6⁰C dan berfungsi untuk mengaktifkan katalis baru.

4. Unicor LHS

    Bahan kimia ini merupakan corrotion inhibitor berbentuk cairan kuning sawo matang.

F. Produk Akhir ARHDM

    Ada 5 jenis produk ARHDM yaitu C₁-C₄, Naphta, Kerosene, Gas Oil, dan Demetallized Atmospheric Residue (DMAR). Produk-produk ini akan diolah ke unit produksi selanjutnya atau dapat dijadikan sebagai blend produk lainnya.

   Sekian lanjutan perjalanan menelusuri refinery hidrokarbon di Unit ARHDM. Sekali lagi, semua konten dalam artikel ini mungkin melewatkan beberapa hal detil. Namun, semoga tetap memberi manfaat dan pengetahuan. :)

Related Article:

REFINERY: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART I)

 

REFINERY: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART II)

Kilang-Kilang Minyak Milik Pertamina

WOW, SEPULUH KILANG MINYAK TERBESAR DI DUNIA!

BUKAN CUMA BANGUNAN YANG DISEMEN, SUMUR MINYAK JUGA DISEMEN!

BUKAN CUMA BANGUNAN YANG DISEMEN, SUMUR MINYAK JUGA DISEMEN!

Ya! Sumur minyak juga perlu disemen. Pakai semen bangunan? Bukan. Tapi semen yang memang secara khusus didesain untuk aktifitas pengeboran. Bukan hanya semen, tapi bermacam pipa juga ditanam sebelum akhirnya semen diaplikasikan. 

Sama seperti fungsi semen pada umumnya, semen yang digunakan pada pengeboran migas juga berfungsi untuk menguatkan formasi dan melindungi sumur dari kontaminasi.

     Pada artikel INILAH PROSES PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI!, sudah dijelaskan secara umum bagaimana pipa terutama casing pipe diaplikasikan dan semen ditambahkan untuk menguatkannya. Artikel ini akan membahas secara khusus mengenai perpipaan dan semen yang diaplikasikan pada proses pengeboran.

Well Cementing Plan

    Dalam operasi pengeboran minyak dan gas bumi, pembuatan sumur dilakukan bertahap sesuai dengan trayek yang telah dibuat. Trayek-trayek ini dibuat berdasarkan kondisi-kondisi formasi yang akan dilalui oleh operasi pengeboran tersebut. Setelah operasi pengeboran telah mencapai target kedalaman tertentu sesuai trayek yang dibuat, maka tahap selanutnya adalah memasang casing dan menyemennya. Hal ini dilakukan agar dinding sumur tidak gugur dan melindungi lubang sumur dari masalah yang ada.

Well Completion Design

1. Casing

    Terbuat dari pipa baja yang dirancang secara khusus untuk digunakan dalam sumur minya, gas, dan panas bumi. Dibuat dengan sangat spesifik menurut fungsinya agar tidak mengalami deformasi dan berfungsi dengan baik saat digunakan. Pada umumnya jenis-jenis casing yang dipakai antara lain:

a. Conductor casing

   Casing ini merupakan yang pertama kali dipasang pada proses pengeboran. Ukuran casing ini dalam rentang 16"-30". Cara pemasangan casing ini disesuaikan dengan kepadatan formasi permukaan. Bila formasinya kompak dan keras maka pemasangan casing ini perlu dibantu denganbor. Bila lunak, cukup hanya dengan ditumbuk. 

    

     Pemasangan casing ini hingga mencapai kedalaman 40-1500 kaki, lalu disemen hingga ke permukaan dengan semen standar API (American Petroleum Institute) kelas A, C, G, atau H. Fungsi dari conductor casing ini antara lain:

   1. Mencegah pondasi rig runtuh

   2. Recycling return (diverter system)

   3. Vertical Pilot

   4. Structural Support untuk Blow Out Preventer (BOP) dan wellhead.

Conductor Casing

 

Instalasi Conductor Casing

b. Surface casing

     Casing ini dipasang setelah conductor casing ditanam. Pipa ini memiliki rentang ukuran antara 7"-20" dan dapat ditanam hingga 4500 kaki. Casing ini memiliki beberapa fungsi yaitu:

      1. Memperpanjang integritas hidrolika

      2. Melindungi lapisan fresh water, tekanan lubang sumur dan erosi hidrolika.

      3. Mengatasi masalah pengeboran seperti lost circulation

 

Surface Casing

Surface Casing Installation

c. Intermediate casing
    Berikutnya yang dipasang setelah surface casing adalah intermediate casing. Ukuran casing ini antara 5"-13 3/8". Casing ini disemen hingga kedalaman tertentu menggunakan semen API kelas A, C, G, atau H dengan bentonite. Bagian ujung bawah casing ini disemen menggunakan high strength cement. Fungsi dari semen ini antara lain:
    
    1. Memberi kemampuan mengontrol sumur
    2. Melindungi dari tinggi atau rendahnya tekanan lubang sumur yang berasal dari fluida yang tidak diinginkan.
    3. Mengisolasi zona produksi
    4. Mengatasi masalah pengeboran seperti lost circulation, differential sticking

Intermediate Casing

 

Intermediate casing Installation

d. Production casing
    Casing ini memiliki ukuran diameter antara 2 3/8"-9 5/8" ditanam hingga kedalaman zona produksi. Casing ini didesain untuk mengisolasi tekanan formasi. Proses penyemenannya pun, menutup zona produksi hingga minimal 100 kaki di atas lapisan zona produksi. Semen pada bagian bawah menggunakan high strength cement.

e. Liner casing
    Liner dibedakan menjadi dua tipe yaitu drilling liner dan production liner.
    1. Drilling liner 
        Memiliki ukuran pipa antara 5"-11 3/4" dan biasanya disemen hingga ke liner hanger. Drilling liner memiliki fungsi antara lain:
         a. Memberi kemampuan mengontrol sumur
         b. Melindungi sumur dari fluida yang tidak diinginkan
         c. Mengisolasi zona produksi
         d. Mengatasi lost circulation 

     2. Production liner
      Memiliki ukuran pipa antara 5"-9 5/8" dan disemen hingga kedalaman tertentu. Liner ini mempunyai fungsi antara alin:
         a. Memberi kemampuan mengontrol sumur
         b. Memberi kestabilan ruang bor
         c. Mengisolasi zona produksi

Well Completion Design

 

Drilling dan Production Liner

 2. Cementing
     Pada umumnya operasi penyemenan bertujuan untuk:
     a. Sebagai penghambat dari perpindahan fluida di antara permeable zones.
     b. Syarat utama pendukung casing
     c. Melindungi casing dari korosi 
     d. Menjaga dinding sumur dari kemungkinan untuk runtuh.

    Menurut tujuannya, cementing dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
    
    1. Primary Cementing

     Primary cementingi adalah proses penyemenan yang pertama kali dilakukan setelah casing diturunkan ke dalam sumur bor. Proses penyemenan jenis ini fungsi dan tujuannya bergantung pada casing yang akan disemen.  

     Penyemenan conductor casing bertujuan untuk mencegah kontaminasi dari fluida pemboran (lumpur pengeboran/mud) dengan formasi.

      Penyemenan surface casing bertujuan untuk melindungi air tanah agar tidak tercemar oleh drilling liquid (mud), memperkuat surface casing sebagai tempat dipasangnya blow out preventer (BOP), menahan beban casing yang ada di bawahnya, dan untuk mencegah rembesan drilling liquid atau fluida formasi yang melalui surface casing.

        Penyemenan intermediate casing ditujukan untuk menutup tekanan formasi yang abnormal dan untuk mengisolasi daerah lost circulation.

       Penyemenan production casing mempunyai tujuan untuk mencegah terjadinya aliran antar formasi atau aliran fluida formasi yang tidak diinginkan yang akan memasuki sumur. Selain itu untuk mengisolasi zona produktif yang akan diproduksi (perforated completion). Mencegah terjadinya korosi akibat zat korosif juga termasuk tujuan penyemenan di zona ini.
 

    2. Secondary / Remedial Cementing
        Secondary atau remedial cementing merupakan penyemenan ulang setelah primary cementing yang bertujuan untuk menyempurnakan atau memperbaiki proses penyemenan sebelumnya. Setelah setiap segmen dari proses penyemenan selesai, maka akan dilakukan Cement Bond Logging (CBL) atau pengambilan data kekuatan ikatan semen dan Variable Density Logging (VBL) atau data densitas dari semen tersebut. 

        Apabila data yang disajikan oleh kedua metode tersebut menunjukkan hasil yang kurang baik, maka perlu dilakukan perbaikan atau penyemenan ulang. Operasi penyemenan ulang (secondary cementing) antara lain squeeze cementing dan re-cementing. Squeeze cementing dilakukan selama proses pengeboran berlangsung, waktu kompresi maupun workover. Squeeze cementing ini memiliki tujuan yaitu:

       - Mengurangi water oil ratio, water gas ratio, atau gas oil ratio
       - Menutup formasi yang sudah tidak lagi produktif
       - Menutup zona yang lost circulation
       - Memperbaiki kebocoran yang terjadi di casing

       Sedangkan re-cementing dilakukan untuk menyempurnakan primary cementing yang gagal dan untuk memperluas perlindungan casing di atas top semen.

3. Klasifikasi Semen
    American Petroleum Institute (API) telah menetapkan pengklasifikasian semen ke dalam beberapa kelas untuk mempermudah pemilihan dan penggolongan semen yang akan digunakan. Pengklasifikasian ini berdasarkan kondisi sumur dan sifat semen yang akan disesuaikan dengan kondisi sumur tersebut. Kondisi yang dimaksud adalah kedalaman sumur, temperatur, tekanan, dan kandungan yang terdapat pada fluida formasi. 


   Terdapat 9 (sembilan) klasifikasi semen yang disusun oleh API, antara lain:

   1. Class A
       - Menjangkau kedalaman permukaan kurang dari 6000 kaki (1830 m)
       - Tidak ada bahan baku tambahan
       - Setara dengan ASTM C150, Type I

   2. Class B
       - Menjangkau kedalaman permukaan kurang dari 6000 kaki (1830 m)
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Setara dengan ASTM C150, Type II

   3. Class C
       - Menjangkau kedalaman permukaan kurang dari 6000 kaki (1830 m)
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Setara dengan ASTM C150, Type III
       - Kekuatan awal yang tinggi

   4. Class D
       - Menjangkau kedalaman permukaan antara 6000-10000 kaki (1830-3050 m)
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Ketahanan terhadap suhu dan tekanan dari level menengah hingga tinggi

   5. Class E
       - Menjangkau kedalaman permukaan antara 10000-14000 kaki (3050-4270 m)
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Ketahanan terhadap suhu dan tekanan tinggi
 
   6. Class F
       - Menjangkau kedalaman permukaan antara 10000-16000 kaki (3050-4880 m)
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Ketahanan terhadap suhu dan tekanan ekstrem

   7. Class G
       - Menjangkau kedalaman permukaan kurang dari 8000 kaki (2440 m)
       - Digunakan sebagai semen dasar, tekstur lembut
       - Dapat digunakan bersama akselerator dan retarder untuk spesifikasi lainnya
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Tanpa bahan tambahan lain kecuali kalsium sulfat atau air

   8. Class H
       - Menjangkau kedalaman permukaan kurang dari 8000 kaki (2440 m)
       - Digunakan sebagai semen dasar, tekstur kasar
       - Dapat digunakan bersama akselerator dan retarder untuk spesifikasi lainnya
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Tanpa bahan tambahan lain kecuali kalsium sulfat atau air

   9. Class J
       - Menjangkau kedalaman permukaan antara 10000-16000 kaki (3050-4880 m)
       - Ketahanan terhadap sulfat dari level menengah hingga tinggi
       - Ketahanan terhadap suhu dan tekanan ekstrem
       - Dapat digunakan bersama akselerator dan retarder untuk spesifikasi lainnya
       - Tanpa bahan tambahan lain kecuali kalsium sulfat atau air

   Berikut adalah tabel keterangan mengenai karakteristik semen yang digunakan dalam proses pengeboran minyak dan gas bumi.

Cement Classification and Characteristic Tabulation

         Sedikit dari banyak hal tentang casing dan cementing yang dapat dibagikan dalam artikel ini. Ikuti terus blog ini untuk lebih banyak detil tentang energi terbarukan, minyak dan gas bumi, dan teknologinya. Semoga bermanfaat :)

Related Article:

TANPA LUMPUR INI, PENGEBORAN MIGAS TIDAK MUNGKIN BERHASIL

INILAH PROSES PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI!

REFINERY: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART I)