HYDRAULIC FRACTURING: SEJARAH DAN METODE
Teknik hydraulic fracturing bukanlah teknik pengeboran, namun teknik ini digunakan untuk menstimulasi sumur-sumur yang sudah di bor agar mampu mengekstraksi lebih banyak hidrokarbon dari lempeng batuan.
Menyebutkan istilah hydrolic pada namanya memberikan persepsi bahwa teknik ini melibatkan fluida bertekanan. Ya! Memang menggunakan fluida bertekanan. Lalu seperti apa proses-prosesnya? Apa dampaknya bagi lingkungan?
Hydraulic fracturing atau mungkin banyak yang menyebutnya dengan istilah lain seperti hydrofracturing, hydrofracking, fracking atau fraccing adalah teknik stimulasi sumur yang mana lapisan batuan di bawah diretakkan dengan fluida cair bertekanan. Proses ini melibatkan injeksi "larutan peretak"bertekanan tinggi dan umumnya menggunakan air yang mengandung pasir ke dalam sumur untuk membuat patahan/retakan di formasi batuan dalam yang akan membuat minyak atau gas dapat mengalir lebih bebas melalui retakan tersebut.
1. SEJARAH
Fracturing metode stimulasi sumur (minyak atau air tanah) yang sudah dikenal sejak tahun 1860-an di Amerika Serikat, sekalipun dengan bahan, metode, dan kegunaan yang berbeda. Dinamit atau peledakan nitroglycerin telah digunakan untuk meningkatkan produksi minya dan gas bumi. Pada 25 April 1865, veteran Perang Sipil, Col. Edward A. L. Roberts menerima hak paten untuk metode yang dikenal sebagai "Exploding Torpedo". Metode ini telah diaplikasikan di Pennsylvania, New York, Kentucky, and West Virgina menggunakan liquid, yang akhirnya juga menggunakan nitroglycerin padat.
Stimulasi sumur dengan larutan asam, sebagai pengganti explosive liquid, mulai diperkenalkan pada tahun 1930-an. Dengan paparan asam, celah pada fracture atau retakan tidak akan tersumbat/tertutup seluruhnya yang hasil akhirnya adalah peningkatan produksi gas yang signifikan.
Hubungan antara performa produktifitas sumur dan aplikasi tekanan pertama kali dikaji Floyd Farris dari Stanolind Oil and Gas Corporation. Kajian yang dilakukan oleh Floyd adalah dasar dari percobaan pertama hydraluic fracturing, yang dilakukan di lapangan gas Hugoton, daerah Grant County, barat daya Kansas, oleh Stanolind. Eksperimen ini berakhir dengan tidak sukses karena kemampuan sumur setelah diberi treatment tetap stagnan.
Metode yang telah dimutakhirkan dicetuskan oleh J.B. Clark dari Stanolind dalam makalahnya yang diterbitkan pada tahun 1948. Hak paten untuk proses ini diterbitkan pada tahun 1949 dan secara eksklusif dimiliki oleh Halliburton Oil Well Cementing Company. Pada tanggal 17 Maret 1949, Halliburton secara perdana melakukan dua hydraulic fracturing treatment di Stephens County, Oklahoma dan Archer County, Texas. Sejak saat itu, hydraulic fracturing telah digunakan untuk menstimulasi hampir 1 juta sumur minyak dan gas bumi di berbagai kondisi geologi.
Di Uni Soviet, hydraulic fracturing pertama kali dilakukan pada 1952. Negara-negara lain di Eropa dan Afrika Utara yang kemudian menerapkan teknik ini antara lain Norwegia, Polandia, Republik Ceko, Yugoslavia, Hungaria, Austria, Perancis, Italia, Bulgaria, Rumania, Turki, Tunisia, dan Aljazair.
Metode hydraulic fracturing diterapkan dalam ekstraksi shale gas sejak tahun 1965 yang saat itu dikerjakan di lapangan gas Big Sandy, Kentucky dan di barat daya Virginia (baca: SHALE GAS: HARAPAN BARU BAHAN BAKAR MASA DEPAN?). Pada tahun 1976, pemerintah Amerika Serikat memulai proyek Eastern Gas Shale yang melibatkan banyak proyek demonstrasi hydraulic fracturing oleh pihak pemerintah dan industri migas.
Pada tahun 1997, dengan menerapkan teknik slickwater fracturing di sebelah timur Texas oleh Union Pacific Resources (sekarang menjadi bagian dari Anadarko Petroleum Corporation) dan Mitchell Energy (sekarang menjadi bagian Devon Energy) mengaplikasikan teknik di di Barnett Shale, Texas Utara. Dan, pada akhirnya teknik ini sangat ekonomis ketika diterapkan di Barnett Shale yang kemudian diterapkan pada banyak sumur shale yang lain.
George P. Mitchell telah menyandang julukan sebagai "father of fracking" karena perannya dalam ekstraksi sumur Barnett. Sumur horizontal pertama yang digali di Barnett sebenarnya sudah ada sejak tahun 1991, namun sebelum hydraulic fracturing diterapkan di sumur ini, produksinya sangat tidak ekonomis. Tahun 2013, hydraulic fracturing secara massal diterapkan dalam skala yang ekonomis di Amerika, Canada, dan China.
2. METODE
Secara umum, hydraulic fracturing diterapkan pada sumur-sumur horizontal yang sudah digali. Artinya, teknik ini bukan teknik pengeboran. Tetapi, lebih ke teknik bagaimana meretakkan dinding-dinding batuan di dalam sumur yang sudah digali, dan mengekstraksi gas bumi yang terperangkap dalam lapisan batuan tersebut.
Kita mulai setelah sumur selesai digali secara horizontal. Setelah proses pengeboran sampai di lempeng-lempeng yang diduga mengandung gas, mata bor akan ditarik keluar dari lubang sumur.
Proses berikutnya adalah memasukkan pipa yang sering disebut casing pipe ke dalam lubang sumur tersebut dan dilakukan cementing. Cementing dilakukan untuk melindungi lubang sumur. Gambar di bawah adalah penampakan lubang sumur setelah pipa casing dan semen dimasukkan.
Langkah berikutnya adalah memasukkan perforating tool ke dalam lubang sumur. Apa itu perforating tool? Perforating tool adalah alat untuk membuat lubang yang menembus (dari kata dasar perforate) lapisan casing dan semen. Alat tersebut dilengkapi dengan nozzle jet dan bahan eksplosif untuk membuat retakan.
Setelah proses ini selesai dan perforating tool ditarik keluar dari lubang sumur, air bertekanan dan berisikan pasir atau bahan kimia lain diinjeksikan ke dalam lubang sumur dan meresap ke bagian retakan.
Air akan ditarik keluar dari fraktur, tetapi pasir atau bahan pengisi yang lain akan tetap tinggal di dalam fraktur. Pasir dan bahan pengisi ini menjaga celah fraktur tetap terbuka sehingga gas akan bergerak keluar dari fraktur menuju lubang sumur dan keluar ke permukaan.
Bila satu retakan sudah berhasil menarik gas keluar menuju lubang sumur, maka sebuah plug akan dimasukkan ke dalam sumur untuk menahan keluarnya gas dan proses perforating dan injection akan diulangi untuk membuat retakan-retakan yang lain.
Secara garis besar itulah proses dari hydraulic fracturing yang digunakan untuk mengekstraksi shale gas. Teknik ekstraksi baru yang terbukti sangat ekonomis untuk mendorong produksi gas alam. Sekian sharing kali ini. Semoga bermanfaat... :)
Baca juga:
MAU TAHU MACAM PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI, INI DIA RANGKUMANNYA!
 |
| Hydraulic Fracturing Visualisation |
1. SEJARAH
Fracturing metode stimulasi sumur (minyak atau air tanah) yang sudah dikenal sejak tahun 1860-an di Amerika Serikat, sekalipun dengan bahan, metode, dan kegunaan yang berbeda. Dinamit atau peledakan nitroglycerin telah digunakan untuk meningkatkan produksi minya dan gas bumi. Pada 25 April 1865, veteran Perang Sipil, Col. Edward A. L. Roberts menerima hak paten untuk metode yang dikenal sebagai "Exploding Torpedo". Metode ini telah diaplikasikan di Pennsylvania, New York, Kentucky, and West Virgina menggunakan liquid, yang akhirnya juga menggunakan nitroglycerin padat.
Stimulasi sumur dengan larutan asam, sebagai pengganti explosive liquid, mulai diperkenalkan pada tahun 1930-an. Dengan paparan asam, celah pada fracture atau retakan tidak akan tersumbat/tertutup seluruhnya yang hasil akhirnya adalah peningkatan produksi gas yang signifikan.
Hubungan antara performa produktifitas sumur dan aplikasi tekanan pertama kali dikaji Floyd Farris dari Stanolind Oil and Gas Corporation. Kajian yang dilakukan oleh Floyd adalah dasar dari percobaan pertama hydraluic fracturing, yang dilakukan di lapangan gas Hugoton, daerah Grant County, barat daya Kansas, oleh Stanolind. Eksperimen ini berakhir dengan tidak sukses karena kemampuan sumur setelah diberi treatment tetap stagnan.
Metode yang telah dimutakhirkan dicetuskan oleh J.B. Clark dari Stanolind dalam makalahnya yang diterbitkan pada tahun 1948. Hak paten untuk proses ini diterbitkan pada tahun 1949 dan secara eksklusif dimiliki oleh Halliburton Oil Well Cementing Company. Pada tanggal 17 Maret 1949, Halliburton secara perdana melakukan dua hydraulic fracturing treatment di Stephens County, Oklahoma dan Archer County, Texas. Sejak saat itu, hydraulic fracturing telah digunakan untuk menstimulasi hampir 1 juta sumur minyak dan gas bumi di berbagai kondisi geologi.
 |
| Aktifitas hydraulic fracturing oleh Halliburton di Bakken Formation, North Dakota, USA |
Metode hydraulic fracturing diterapkan dalam ekstraksi shale gas sejak tahun 1965 yang saat itu dikerjakan di lapangan gas Big Sandy, Kentucky dan di barat daya Virginia (baca: SHALE GAS: HARAPAN BARU BAHAN BAKAR MASA DEPAN?). Pada tahun 1976, pemerintah Amerika Serikat memulai proyek Eastern Gas Shale yang melibatkan banyak proyek demonstrasi hydraulic fracturing oleh pihak pemerintah dan industri migas.
Pada tahun 1997, dengan menerapkan teknik slickwater fracturing di sebelah timur Texas oleh Union Pacific Resources (sekarang menjadi bagian dari Anadarko Petroleum Corporation) dan Mitchell Energy (sekarang menjadi bagian Devon Energy) mengaplikasikan teknik di di Barnett Shale, Texas Utara. Dan, pada akhirnya teknik ini sangat ekonomis ketika diterapkan di Barnett Shale yang kemudian diterapkan pada banyak sumur shale yang lain.
George P. Mitchell telah menyandang julukan sebagai "father of fracking" karena perannya dalam ekstraksi sumur Barnett. Sumur horizontal pertama yang digali di Barnett sebenarnya sudah ada sejak tahun 1991, namun sebelum hydraulic fracturing diterapkan di sumur ini, produksinya sangat tidak ekonomis. Tahun 2013, hydraulic fracturing secara massal diterapkan dalam skala yang ekonomis di Amerika, Canada, dan China.
2. METODE
Secara umum, hydraulic fracturing diterapkan pada sumur-sumur horizontal yang sudah digali. Artinya, teknik ini bukan teknik pengeboran. Tetapi, lebih ke teknik bagaimana meretakkan dinding-dinding batuan di dalam sumur yang sudah digali, dan mengekstraksi gas bumi yang terperangkap dalam lapisan batuan tersebut.
Kita mulai setelah sumur selesai digali secara horizontal. Setelah proses pengeboran sampai di lempeng-lempeng yang diduga mengandung gas, mata bor akan ditarik keluar dari lubang sumur.
 | |||
| Lapisan Batuan yang Ditembus Mata Bor |
 |
| Lubang sumur yang telah di-cementing |
Langkah berikutnya adalah memasukkan perforating tool ke dalam lubang sumur. Apa itu perforating tool? Perforating tool adalah alat untuk membuat lubang yang menembus (dari kata dasar perforate) lapisan casing dan semen. Alat tersebut dilengkapi dengan nozzle jet dan bahan eksplosif untuk membuat retakan.
 |
| Proses Perforation |
 |
| Hasil proses Perforating |
Setelah proses ini selesai dan perforating tool ditarik keluar dari lubang sumur, air bertekanan dan berisikan pasir atau bahan kimia lain diinjeksikan ke dalam lubang sumur dan meresap ke bagian retakan.
 |
| Air dan bahan pengisi lainnya meresap ke dalam retakan |
Air akan ditarik keluar dari fraktur, tetapi pasir atau bahan pengisi yang lain akan tetap tinggal di dalam fraktur. Pasir dan bahan pengisi ini menjaga celah fraktur tetap terbuka sehingga gas akan bergerak keluar dari fraktur menuju lubang sumur dan keluar ke permukaan.
 |
| Air bertekanan dan pasir di dalam fraktur |
 |
| Air ditarik keluar dan pasir menahan celah agar tetap terbuka |
Bila satu retakan sudah berhasil menarik gas keluar menuju lubang sumur, maka sebuah plug akan dimasukkan ke dalam sumur untuk menahan keluarnya gas dan proses perforating dan injection akan diulangi untuk membuat retakan-retakan yang lain.
 |
| Breech Plug di dalam untuk menahan aliran gas |
 |
| Retakan berikutnya dibuat dengan proses yang sama |
Secara garis besar itulah proses dari hydraulic fracturing yang digunakan untuk mengekstraksi shale gas. Teknik ekstraksi baru yang terbukti sangat ekonomis untuk mendorong produksi gas alam. Sekian sharing kali ini. Semoga bermanfaat... :)
Baca juga:
MAU TAHU MACAM PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI, INI DIA RANGKUMANNYA!
No comments:
Post a Comment