TANPA LUMPUR INI, PENGEBORAN MIGAS TIDAK MUNGKIN BERHASIL

TANPA LUMPUR INI, PENGEBORAN MIGAS TIDAK MUNGKIN BERHASIL

 

Bila kita mengebor sumur pasti akan ada banyak lumpur yang kita ambil dari dalam. Ya, lumpur tersebut kita keluarkan dan buang supaya kita bisa menggali lebih dalam lagi. Tapi, benarkah semua lumpur harus dibuang? Pernahkah mengetahui bahwa lumpur justru digunakan untuk membantu pengeboran?

 

Dalam pengeboran minyak dan gas bumi, kita membicarakan mengenai lubang sumur yang sangat dalam, lapisan batuan yang keras, tekanan batuan yang besar, dan tentu saja kalau kita melihat kedalaman sumur, kita akan mengumpulkan sejumlah besar serpihan batuan hasil pengeboran. Lalu, apa hubungannya dengan lumpur? Kenapa artikel ini lumpur justru seperti mengambil bagian penting dalam pengeboran minyak dan gas bumi? Berikut ulasannya.

 

    Bila kita sudah membaca artikel INILAH PROSES PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI!, kita akan melihat sekilas kegunaan lumpur atau mud dalam proses pengeboran. Baiklah, akan disampaikan kembali dalam artikel ini.

Offshore Rig

   
     Awalnya, saat proses pengeboran baru mencapai kedalaman beberapa ratus meter, untuk membuang serpihan-serpihan material dari dalam sumur, air atau air laut diinjeksikan dari atas rig melalui drilling pipe dan disemburkan oleh nozzle di dalam drill bit. Semburan air ini akan mendorong naik serpihan-serpihan dan keluar dari lubang sumur. Kenapa serpihan perlu dikeluarkan dari dalam sumur? Karena, bila serpihan-serpihan ini tidak dikeluarkan maka akan membuat drill bit bekerja semakin berat karena tumpukan serpihan di dasar sumur akan semakin banyak. Ini akan membuat suhu drill bit naik tajam karena gesekan dengan serpihan tersebut, drill bit juga semakin cepat aus. Dan bukan tidak mungkin drill bit akan stuck bila serpihan semakin banyak terakumulasi di dalam sumur.

Oil Based Mud

      Menggunakan air untuk mendorong serpihan tersebut tidak akan lagi efektif bila kedalaman sudah lebih dari itu. Maka, setelah memasang blow out preventer (BOP) di atas conductor pipe, rising pipe di-instal dari atas BOP terhubung ke rig yang ada di permukaan. Rising pipe yang akan menjadi jalan untuk proses memasukkan drill bit, casing, semen, dan juga lumpur atau mud beserta serpihan material dari dalam sumur. Alasan kenapa menggunakan mud adalah:

1. Mud memiliki viskositas yang lebih besar daripada air. Artinya, mud jauh lebih mudah dan mampu lebih banyak mengangkat serpihan sedimen keluar dari lubang pengeboran. 

Perbandingan sea water dan drilling mud

2. Mud memiliki densitas lebih besar dari air sehingga mampu memberikan tekanan balik pada dinding sumur. Ketika pengeboran semakin jauh ke dalam lapisan batuan, tekanan dari dinding-dinding lubang bor akan semakin besar. Bila air (densitas rendah) yang disemprotkan ke dalam lubang bor, maka lama kelamaan air tidak akan sanggup menahan tekanan dari dinding-dinding sumur. Dinding sumur bisa runtuh dan drill bit akan tertahan.

Drill bit tertahan serpihan sedimen pengeboran

 

  

A. Jenis Drilling Fluid / Mud / Lumpur

      Lumpur pengeboran atau drilling fluid atau mud merupakan faktor penting dalam pengeboran. Lumpur pengeboran awalnya hanya berfungsi sebagai pembawa serpihan atau cutting seperti yang disampaikan di atas. Ada beberapa fungsi lain yaitu:

a. Mengontrol tekanan formasi

b. Melumasi dan mendinginkan drill bit dan drill string

c. Memberi lapisan pada dinding sumur dengan mud cake

d. Menahan cutting pada saat sirkulasi dihentikan

e. Mengurangi sebagian berat dari rangkaian pipa bor (Bouyancy effect) 

f.  Melepas cutting dan pasir di permukaan

g. Sebagai media logging

      Lumpur yang digunakan tentu saja bukan lumpur yang biasa kita temukan sehari-hari. Namun lumpur khusus yang dibuat dengan adonan tertentu. Ada beberapa jenis lumpur pengeboran yang biasa digunakan, antara lain:

1. Water based mud (WBM)

   Lumpur yang paling banyak digunakan dalam pengeboran adalah jenis ini. Berbahan dasar air tawar atau air asin, tanah liat (clay), dan tambahan bahan kimia lainnya. Tanah liat dan bahan kimia ditambahkan untuk membentuk larutan homogen seperti susu coklat. Clay yang umum digunakan adalah bentonite, atau sering disebut "gel". Gel ini berperan dalam karakteristik WBM secara keseluruhan. Misalnya ketika lumpur ini dipompa masuk ke dalam sumur bor, maka lumpur ini bisa membentuk lapisan tipis dan mengalir lancar seperti susu coklat. Dan bila pompa lumpur mati, maka akan terbentuk struktur jelly yang akan menahan aliran. Bila pompa lumpur kembali beroperasi, dan tekanan aliran akan "menghancurkan" jelly tersebut, selanjutnya lumpur akan mengalir seperti semula. Beberapa bahan kimia seperti potassium formate ditambahkan ke dalam WBM untuk mendapatkan variasi manfaat seperti mengendalikan viskositas, menstabilkan shale, meningkatkan penetrasi pengeboran, mendinginkan dan melumasi peralatan bor.

2. Oil based mud (OBM)

   Bila WBM menggunakan bahan dasar air, OBM menggunakan bahan dasar berupa hasil pengolahan minyak mentah misalnya bahan bakar diesel. OBM digunakan dengan banyak maksud misalnya meningkatkan pelumasan, meningkatkan hambatan shale, dan kemampuan membersihakn dengan viskositas yang rendah. OBM juga mampu menahan panas yang lebih besar. Menggunakan OBM memerlukan perhatian khusus seperti biaya, dampak lingkungan terutama mengenai pembuangan serpihan pengeboran yang tercampur minyak. Belum lagi OBM akan menyulitkan para geologist untuk menganalisa sampel formasi dari dalam sumur karena sampel juga sudah lembab karena OBM.

3. Low Toxicity Oil Based Mud (LT-OBM)

    Disebut juga Synthetic Based Fluid yang menggunakan bahan dasar minyak sintetis. Jenis ini sering digunakan di pengeboran lepas pantai. LT OBM juga memiliki karakteristik OBM namun dengan kadar toksin yang lebih rendah. Ini penting mengingat potensi bahaya bila manusia bekerja terpapar bahan beracun dalam area kerja terbatas.

    Ada 2 (dua ) hal penting dalam menentukan komposisi lumpur pengeboran, yaitu:

1. Semakin encer dan ringan lumpur, maka laju penetrasi pengeboran akan semakin besar.

2. Semakin berat dan kental lumpur pengeboran, maka semakin mudah untuk mengontrol kondisi di bawah permukaan.

B. Peralatan Persiapan

     Tempat persiapan atau preparation area adalah tempat dimana segala sesuatu seperti bahan, tempat pengadukan, tempat treatment untuk mengolah lumpur. Biasanya area ini berada dekat pompa lumpur. Peralatan persiapan ini misalnya mud house, steel mud pits/tanks, mixing hopper, chemical mixing barrel, water tanks, dan reserve pits.

1. Mud House

     Disebut juga rumah lumpur yang berfungsi untuk menyimpan semua bahan-bahan peracik lumpur.

2. Steel Mud Pits/Tanks

     Berupa kotak baja segi empat yang dipakai untuk menampung dan mengatur drilling liquid setelah keluar dari sumur bor. Adapula yang disebut shaker pit atau tangki pengendap atau settling tank yang berupa tangki besi, diletakkan di bawah shaker sehingga serpihan sedimen atau serbuk bor berukuran kecil yang belum terbuang akan mengendap di sini.

Mud Tank

3. Mixing Hopper

    Peralatan ini berbentuk corong yang dipakai untuk menambahkan bahan lumpur berbentuk tepung ke dalam drilling liquid pada waktu lumpur di treatment di dalam tanki lumpur. Jenis yang banyak digunakan adalah hopper jet yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan ruang hampa.

Jet Mixing Hopper

4. Chemical Mixing Barrel

    Tong yang berisi cairan-cairan kimia yang akan dicampurkan dengan lumpur pengeboran pada saat treatment.

Chemical Mixing Barrel

5. Water Tank

    Bejana berisi air yang digunakan sebagai bahan dasar drilling liquid sekaligus sebagai cadangan air untuk kegiatan operasional pengeboran.

Water Tank

6. Bulk Mud Storage Bins

   Bejana tempat penyimpanan yang berbentuk corong. Tangki ini digunakan untuk menyimpan bahan-bahan tambahan seperti bentonite dan bahan pemberat (barite).

Bulk Mud Storage Bin

C. Sirkulasi dan Peralatannya 

    

     Drilling fluid memiliki sirkulasi tertutup yang mengalirkan lumpur dari mud tank menuju sistem pengeboran dan dipompa naik lagi menuju penampungan. Sistem sirkulasi ini juga dilengkapi peralatan untuk mendaur ulang lumpur hingga dapat digunakan kembali lebih dari satu sirkulasi. Berikut akan dijelaskan alur sirkulasinya beserta perlengkapan pendukungnya.

Drilling Fluid Circulation System

       Dari gambar di atas terlihat arah panah yang menunjukkan arah sirkulasi lumpur selama proses pengeboran berlangsung. Lumpur di dalam mud pit akan dipompa keluar melalui mud section line dan masih dialirkan ke discharge pipe. Dari sini, lumpur akan naik ke stand pipe yang ada di derrick berlanjut mengalir melalui rotary hose dan masuk ke drilling string/pipe melalui swivel. Lumpur akan terus turun di dalam drilling string/pipe hingga disemburkan oleh nozzle di dalam drill bit. Ingat, tekanan lumpur ini bisa mencapai 5000 psi. Tekanan besar ini akan mendorong serpihan sedimen yang telah di bor kembali naik ke permukaan. Lumpur ini naik membawa banyak material yang dipisahkan dulu antara lumpur dan material besar oleh shale shaker. Dan proses selanjutnya, lumpur akan di treatment oleh degasser, desander, desilter, dan mud cleaner. Lumpur juga akan dikontrol volume, viskositas, dan densitasnya. Mud Engineer mengambil peran untuk tugas ini.

      Peralatan-peralatan utama yang digunakan dalam proses sirkulasi drilling fluid antara lain:
1. Mud Pump
    Pompa lumpur dapat diibaratkan sebagai jantungnya sistem sirkulasi ini. Tugasnya adalah untuk memindahkan lumpur pengeboran dengan volume dan tekanan yang besar. Ada dua jenis pompa lumpur yaitu duplex dan triplex.

Mud Pump

 


2. Suction Tank
    Merupakan penampung lumpur yang akan disirkulasikan ke dalam sistem. Tangki ini biasanya ditempatkan di depan pompa lumpur.

Suction Tank

3. Suction Line
    Pipa yang menghubungkan suction tank dengan pompa lumpur. Pipa ini menyalurkan lumpur di dalam tangki menuju pompa dan pipa ini wajib dipasang dengan kelurusan yang baik.


4. Discharge Line
    Pompa yang digunakan untuk menyalurkan lumpur keluar dari pompa.

5. Stand pipe
    Pipa baja yang dipasang tegak di samping derrick (baca: INILAH PROSES PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI!) atau mast untuk menghubungkan discharged line dengan rotary hose dan goose neck disambung pada stand pipe ini.

6. Rotary Hose
    Selang karet bertulang anyaman baja yang lemas dan sangat kuat, yang menghubungkan stand pipe dengan swivel. Selang ini harus elastis untuk mengakomodasi gerakan swivel yang naik-turun. Dan juga harus sangat kuat karena di dalamnya mengalir fluida dengan volume dan tekanan yang besar (mencapai 5000 psi).

Rotary Hose

7. Chiksen Joint
    Sambungan yang digunakan untuk menghubungkan stand pipe dengan rotary hose. Alat ini sanggup menahan tekanan lebih dari 5000 psi dan tidak akan terlepas.

Chiksen Joint

8. Return Line
    Pipa yang digunakan untuk menyalurkan lumpur pengeboran yang keluar dari annulus. Pipa ini terhubung ke mud treatment system.

      Lumpur yang naik dari sumur bor akan membawa serpihan-serpihan sedimen batuan dan bisa juga membawa campuran gas yang terikat dalam lumpur. Lumpur ini akan di-treatment atau dikondisikan agar kembali ke karakterisktik semula sehingga dapat disirkulasikan lagi. Dalam proses treatment ini, terdapat peralatan yang membantu seperti:

1. Shale Shaker
    Berupa ayakan mekanis dan bekerja dengan digetarkan. Tugas alat ini adalah untuk memisahkan padatan yang dibawa lumpur keluar dari sumur bor. Padatan dari serpih-serpih sedimen tersebut akan dianalisa oleh para geologist untuk menentukan lapisan formasi yang sudah ditembus.

 

Shale Shaker

    
2. Degasser
    Sesuai dengan namanya, alat ini bertugas untuk memisahkan gas dari dalam lumpur yang keluar dari sumur bor. Alat ini diletakkan di atas tangki lumpur dan terus dinyalaka bila pengeboran sudah menembus zona yang mengandung banyak gas.

Vacuum Degasser

3. Desander
    Dibentuk dari kata dasar "sand" yang berarti pasir, maka alat ini bertugas untuk memisahkan material berukuran 30-60 mikron yang terbawa oleh lumpur pengeboran.

Desander

4. Desilter
    Alat ini bertugas seperti desander namun yang dipisahkan adalah material berukuran 15-30 mikron yang ikut tersirkulasi bersama lumpur. Saat penambahan material barite, alat ini harus dimatikan terlebih dahulu agar barite tidak ikut tersaring.

Desilter

5. Mud Cleaner 
    Alat yang digunakan untuk memisahkan material dengan ukuran lebih besar dari 74 mikron yang ikut terbawa lumpur.

Mud Cleaner

         Hanya secara singkat topik ini dijelaskan, mungkin ada yang terlewat, mungkin ada yang salah. Semoga dari yang ada ini bisa memberi manfaat. :)

Related Article:

INILAH PROSES PENGEBORAN MINYAK DAN GAS BUMI!

BUKAN CUMA BANGUNAN YANG DISEMEN, SUMUR MINYAK JUGA DISEMEN!

WOW, SEPULUH KILANG MINYAK TERBESAR DI DUNIA!