Compressive Semen

8/7/2019 Compressive Semen

1/9

PROCEEDING SIMPOSIUM NASIONAL IATMI 2001

Yogyakarta, 3-5 Oktober 2001

IATMI 2001-18

KINERJA EXPANDING ADDITIVE BARU UNTUK MENINGKATKAN

SHEAR BOND STRENGTH (Sb) SEMEN PADA KONDISI HTHP

Ir. Nur Suhascaryo, MT.1, Ir. Eddy Wibowo

2, Ir. Budi Suroyo

3

1

TM-UPNV -Yogya2

Vico Indonesia Balikpapan3Lemigas Jakarta

Key Words : Expanding Additive, Burnt and Shearbond Strength

ABSTRACT

The quality of well cement is very important in maximizing the rate of production from oil, gas and geothermal wells, caused needto enhance physical properties of cement characteristics. In this case are shear bond strength and compressive strength value. Theexpanding characteristics of cement while setting affected on good bonding between cement with casing and between cement with rock

formation to make effective zone isolation on annulus casing formation. Hence the additive should be added in order to improve the

characteristics of cement.What will be studied here is raising behavior of expanding cement characteristics used pure burnt MgO and CaO materials are

adding on cement samples API class G from one local manufactory and 35% BWOC silica flour in high temperature (100 150oC)

and high pressure (2000 psi) condition such as curing variables. It has been proved that addition could raise the value of shear bondstrength cement without decreasing the compressive strength to a minimum API value. The comparation of this experiment have the best

composition of pure burnt MgO at 1400oC added on cement composition 5-10% @ 150

oC, Sb ranges 1056-1447 psi and Cs ranges

1443-1551 psi.

1. PENDAHULUAN

Telah banyak upaya yang telah dilakukan untuk dapat

memperbaiki sistem penyekatan dari suspensi semen.Diantaranya dengan pemakaian semen mengembang denganpenambahan zat additive tertentu guna memperbaiki nilai shear

bond strength suspensi semen yang telah mengeras. Namun

demikian, usaha peningkatan nilai shear bond strength ternyata

di sisi lain akan menyebabkan penurunan nilai compressive

strength semen tersebut.

Berdasarkan latar belakang di atas maka diidentifikasimasalah, seperti : perlunya komposisi semen yang tepat dalam

menghadapi beberapa kondisi khususnya penyemenan, sampaiseberapa jauh proses penyemenan dapat disempurnakan

memanfaatkan perbaikan penyekatan suspensinya pada sistemsemen mengembang dan adakah zat additive lain yang dapat

diterapkan dalam usaha memperbaiki sistem penyekatansemen, dengan menaikan shear bond strength tanpa

menurunkan nilai compressive strength-nya sampai melewatibatas yang perlu dikhawatirkan.

Penelitian ini dimaksudkan untuk mendapatkan kualitas

penyekatan semen yang baik dengan suspensi semen yangtepat dengan pemakaian expanding additive atau dengan katalain mencari komposisi suspensi semen yang tepat melalui

pemakaian expanding cement dengan melakukan penambahan

zat additive yang dapat menaikkan shear bond strength tanpa

menurunkan harga compressive strength-nya sampai melewatibatas yang perlu dikhawatirkan.

Diharapkan setelah dilakukan penelitian ini, dapat dihasilkan

suatu komposisi semen alternatif berbasis sistem semenmengembang, serta pengaruh penambahan zat additiveberbasis oksida dalam hal ini MgO dan CaO murni bakar

terhadap sistem penyekatan semen pada tekanan dantemperatur tinggi. Sehingga pada akhirnya, hal ini menjadi

solusi alternatif menghadapi proses penyemenan sumur

minyak, gas dan panas bumi dalam dunia industriperminyakan.

Solusi penyemenan dengan melakukan usaha perbaikan sistempenyekatannya melalui peningkatan nilai shear bond strengthsemen, telah dilakukan beberapa peneliti terdahulu. Fokus

utama adalah pengembangan expanding additive baru, sebagai

kelanjutan dari hasil penelitian sebelumnya yaitu Rudi

Rubiandini R.S., dan Thomas Dooley.

2. SISTEM SEMEN MENGEMBANG

Penyemenan adalah suatu proses pendorongan sejumlah

suspensi semen ke dalam casing, kemudian melalui bagianbawah sepatu casing mengalir naikke annulus antara casing

dan formasi. Kemudian suspensi semen ini akan mengerassehingga mengikat antara casing dengan formasi (dinding

lubang bor) atau casing dengan casing.

Tujuan utama dari operasi penyemenan adalah sebagaipengisolasi zona-zona pada sumur pemboran untuk mencegahmasuknya atau merembesnya fluida formasi yang tidak

diinginkan ke dalam sumur pemboran sekaligus sebagai

material penyekat antara casing dan formasi. Kegagalan dalamoperasi penyemenan akan menimbulkan banyak permasalahan,antara lain : menyebabkan kerusakan pada formasi produktif,

kehilangan sirkulasi lumpur, kecilnya laju produksi,

ketidaksempurnaan dalam melakukan stimulasi dan lain-lain.

Dilakukannya suatu operasi penyemenan pada sumur-sumurminyak, gas dan panas bumi, secara umum bertujuan :

1. Melekatkan casing dengan dinding formasi, agar casing

kuat dan kokoh sehingga dapat berfungsi dengansempurna.

2. Melindungi casing dari pengaruh kondisi lingkungan

sekitarnya yang dapat merusak, seperti temperatur dantekanan tinggi, korosifitas fluida formasi.

3. Menutup zona lost sirkulasi, zona blowout serta zona-zona berbahaya lainnya.


2/9

Kinerja Expanding Addit ive Baru untuk Meningkatkan Shear Bond Strength (Sb) Semen Nur Suhascaryo, Eddy Wibowo, SuroyoPada Kondisi HTHP

IATMI 2001-18

4. Mengisolasi zona-zona dibelakang casing, sehingga tidak

terjadi komunikasi antar zona.

5. Mencegah penyusupan gas atau fluida formasi

bertekanan tinggi ke ruang antar casing dan formasiyang dapat mengakibatkan permasalahan yang berbahayadi permukaan.

6. Memperbaiki casing yang pecah dan menutupi zona yangtidak diperlukan.

7. Memperbaiki kesalahan letak perforasi.8. Dan lain-lain.

2.1. Komponen Dasar Semen

Pada operasi penyemenan sumur pemboran minyak, gas dan

panas bumi suspensi semen yang digunakan terdiri darikomponen dasar dan komponen tambahan. Komponendasarnya adalah semen portland, dikembangkan oleh Joseph

Aspdin (1824), dimana semen portland ini termasuk semen

hidrolis dalam arti akan mengeras bila bercampur dengan air.

Sedangkan komponen tambahannya merupakan macam-macam additive yang dapat menjadikan semen memiliki

kinerja khusus yang sesuai dengan kebutuhan. Adapun

komponen dasar semen yang mampu menghidrat danmembentuk struktur yang keras dan kuat adalah :1. Triclacium silicate (3CaO.SiO2 atau C3S)

yang dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2.

Komponen ini merupakan yang terbanyak dalam semenportland, 40 45 % untuk semen yang lambat prosespengerasannya dan sekitar 60 65 % untuk semen yang

cepat proses pengerasannya (high-early strength cement).Komponen C3S pada semen memberikan strength yang

terbesar pada awal maupun akhir pengerasan, terutamaawal pengerasan.

2. Dicalcium silicate(2CaO.SiO2 atau C2S)yang juga dihasilkan dari kombinasi CaO dan SiO2.

Komponen ini sangat penting dalam memberikan finalstrength semen karena C2S ini menghidrasinya lambat

maka tidak berpengaruh dalam setting time semen, akantetapi sangat menentukan dalam kekuatan semen lanjut.Kadar C2S dalam semen tidak lebih dari 20 %.

3. Tricalcium aluminate(3CaO.Al2O3 atau C3A)

yang terbentuk dari reaksi antara CaO dan Al2O3.

Walaupun kadarnya lebih kecil dari komponen silikat,sekitar 15 % untuk high-early strength cement dansekitar 3 % untuk semen yang tahan terhadap sulfat

karena hasil hidrasi C3A mudah diserang sulfat, namun

berpengaruh terhadap rheologi suspensi semen danmembantu proses pengerasan awal pada semen tapi tidak

menyumbang kekuatan akhir semen.4. Tetra calcium aluminoferite (4CaO.Al2O3.Fe2O3 atau

C4AF)yang terbentuk dari reaksi CaO, Al2O3 dan Fe2O3.Komponen ini hanya sedikit pengaruhnya terhadap

strength semen. API menjelaskan bahwa bila kadar C4AFditambah dengan dua kali kadar C3A tidak boleh lebih

dari 24 % untuk semen yang tahan terhadap kandungansulfat tinggi. Penambahan oksida besi yang berlebihan

akan menaikkan kadar C4AF dan menurunkan kadarC3A, dan berfungsi menurunkan panas hasilreaksi/hidrasi C3S dan C2S.

Selain ke-4 dasar komponen yang ditemukan dalam klinker,

semen portland dalam bentuk akhirnya dapat mengandunggypsum, alkali sulfat, magnesium, lime bebas dan zat

penambah lainnya. Pada konsentrasi normal, material-material

ini tidak begitu mempengaruhi sifat set semen, tapi

mempengaruhi laju hidrasi, ketahan terhadap serangan sulfat

dan sifat bubur semen.

Struktur butiran klinker bervariasi mengikuti material

mentahnya, ukuran butirannya dan pemanggangannya danpendinginannya. Variabel-variabel tadi mempengaruhi proseskristalisasi, berbagai hasil akhir dan porositas dari butiranklinker itu sendiri. Secara umum, C3S (alite), sebagai

komponen mayoritas mengkristal sebagai partikel butiran. C2S(balite) mengkristal kecil-kecil, lebih bundar yang mana

tersebar di sekitar butiran C3S. C4AF membentuk fasa kontinudi antara struktur butiran klinker.

Distrubusi permukaan dari komposisi yang berbeda pentingdalam menentukan sifat semen. Kelas semen tertentu dengan

spesifikasi yang sama dapat mempunyai kekuatan yang

berbeda. Ini biasanya disebabkan perbedaan proses kristalisasi.

2.2. Komponen Tambahan Semen

Komponen tambahan semen merupakan macam-macam

additive yang digunakan dalam operasi penyemenan untukmemperoleh sifat khusus atau kinerja yang dibutuhkan.Additive yang umum digunakan untuk bahan campuran pada

suspensi semen/slurry antara lain :

Retarder, digunakan untuk memperpanjang thickeningtime.

Akselerator, digunakan untuk memperpendek thickeningtime.

Weighting Agent, digunakan untuk menambah densitas

suspensi semen.

Ekstender, digunakan untuk mengurangi densitas

suspensi semen. Dispersant, digunakan untuk menurunkan viskositas

suspensi semen.

Fluid Loss Control Agent, digunakan untuk mengurangifiltrat (air bebas).

Lost Circulation Control Agent, digunakan untuk

mengurangi kehilangan suspensi semen ke formasi.

Special Additive, digunakan untuk keperluan khusus

dalam menanggulangi kasus tertentu.

Didalam penggunaan bahan additive tersebut pada suspensisemen akan memberikan efek sampingan yang terjadi pada

parameter-parameter lainnya, walaupun memberikan sifat

tertentu yang diinginkan dari additive tersebut, sehingga perlu

dilakukan uji laboratorium untuk mengetahui interaksi yangterjadi.

2.3. Semen Mengembang (Expanding Cement)

Selama bertahun-tahun industri kontruksi berusaha keras

menghadapi masalah penyusutan pada semen yang telahmengering. Semen mengalami penyusutan volume setelahmengering melewati waktu setting-nya. Penurunan ini akan

menyebabkan rekahan pada semen saat terjadinya

pengembangan tensile strength. Semen mengembang dibuatuntuk menghadapi masalah penyusutan volume denganmembuat semen mengembang selama periode kritik ini.

Secara kimia, semen mengembang hampir sama dengan semen

portland biasa, kecuali adanya kandungan material anhydrous


3/9


IATMI 2001-18

kalsium sulfoaluminat (4CaO.3Al2O3.SO3). Sehingga

keuntungan dari adanya semen mengembang akan

menghasilkan ikatan yang lebih baik antara casing dengan

semen dan semen dengan formasi.

Ikatan yang baik antara semen dengan pipa dan antara semen

dengan formasi sangat penting untuk penyekatan zona yangefektif. Ikatan yang buruk akan membatasi kinerja produksiyang diinginkan, dan menurunkan tingkat keefektifan padaperlakuan stimulasi. Hubungan antara zona dapat diakibatkan

oleh tidak cukupnya lumpur yang dipindahkan, penyemenanyang buruk akibat mud cake yang tebal, ekspansi dan kontraksi

dari casing sebagai akibat dari adanya tekanan dalam atauthermal stress, dan adanya kontaminasi semen dari fluida

pemboran atau formasi (Parker and Wahl, 1966; Beirute andTragresser, 1973). Dalam kondisi seperti ini, akan terjadimikroannulus pada ikatan semen dengan casing maupun semen

dengan permukaan formasi.

Sistem semen yang dapat mengembang setelah waktu setting

disimpulkan dapat mengurangi munculnya mikroannulus danmeningkatkan hasil penyemenan primer. Peningkatan

penyekatan dihasilkan dari adanya ketahanan mekanik atau

pengetatan semen terhadap pipa dan formasi. Ikatan yang baikdapat diperoleh bahkan pada saat lumpur masih berada dicasing atau permukaan formasi.

Sistem semen mengembang kebanyakan bergantung padapembentukan mineral ettringite (3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O).Kristal ettringite memiliki volume bulk yang lebih besar

daripada volume bulk bahan-bahan asalnya, berartipengembangan terjadi karena tekanan dalam yang mendesak

pada saat kristalisasi. Semen yang dicampur air membentukbubur akan mengembang setelah mengental yaitu pada saat

akan mengeras. Reaksi pengembangan yang terjadi inibiasanya hilang setelah 4 minggu.

Kelemahan dari semen mengembang dengan dasar mineral

ettringite ialah tidak mampu bertahan pada temperatur tinggidiatas 76

oC (170

oF) (Bour dkk., 1988). Ettringite tidak stabil

pada suhu tinggi, cenderung untuk berubah menjadi kalsium

sulfoaluminat terhidrat dan gypsum yang lebih padat (Lea,

1970).

2.4. Expanding Additive

Pengembangan suatu semen, yaitu penambahan ukuran bagian

luar semen, menurut Danjushevsky (1980) dapat terjadimelalui beberapa proses :

Pada saat suspensi semen masih mampu mengalir, yangdiakibatkan efek kontraksi negatif secara kimiawi,artinya melalui pembentukan hasil hidrat lain yang akanmenambah volume, seperti terlepasnya garam-garam saat

kristalisasi pada temperatur tinggi.

Pada saat semen mengeras melalui kristal asing sepertiCaO, MgO dan CaSO4 dalam matriks semen.

Masuknya fluida formasi ke dalam kolom semen.

Adanya efek kontraksi negatif tidak memberikan efek

penambahan shear bond strength yang berarti, misalnya

dengan penambahan garam (NaCl), dikarenakan suspensisemen masih mampu mengirimkan tekanan hasil reaksi kesegala arah, sehingga tipe jenis ini tidak menjadi pilihan

sebagai expanding additive semen pemboran minyak, gas danpanas bumi. Masuknya fluida formasi ke dalam kolom semen

juga tidak termasuk dalam pilihan expanding additive, karena

sama sekali tidak bisa diatur dan tidak dapat dipersiapkan.

Sedangkan pengembangan pada saat semen sedang mengeras

yang diakibatkan pengembangan kristal-kristal asing yangterbentuk, sehingga dapat memberikan pengembangan matriksdan meningkatkan shear bond strength.

Yang dimaksud dengan expanding additive dalam penelitianini adalah additive yang dapat mengakibatkan prosespengembangan matriks semen akibat adanya pengembangan

kristal asing yang dikandungnya, seperti di atas. Hal inidisebabkan pada kondisi seperti di atas, reaksi pengembangan

dapat diatur dengan cara memilih bahan, mengatur temperaturbakar, dan tingkat kehalusan material yang digunakan.

Pengaturan saat pengembangan dumulai sangatlah pentinguntuk diperhatikan, karena sangat menentukan keberhasilanpeningkatan shear bond strength.

Bila pengembangan matriks semen terjadi pada saat suspensisemen mulai mengeras, maka kemungkinan diperoleh

pengembangan matriks yang nyata, bila memenuhi beberapasyarat sebagai berikut :

Peningkatan tekanan kristal asing tidak terlalu besar atautidak lebih besar dari kekuatan matriks itu sendiri,

supaya tidak terjadi retakan-retakan.

Tegangan yang dihasilkan dari kumpulan tekanan kristalasing tersebut tersebar ke segala arah, tidak hanya pada

satu arah tertentu.

Proses pengerasan semen belum selesai atau masih bisamembuat ikatan antar butir, sehingga memungkinkan

pengikatan kembali antar butir semen dalam matriks, bilaada ikatan yang terlepas oleh dorongan tekanan kristal

asing tersebut.

Bila pengembangan terjadi terlalu cepat, shear bond strengthyang meningkat tidak akan terjadi. Sebaliknya bila terlalu

lambat dibandingkan dengan kecepatan pengerasan semenakan memungkinkan terjadinya retakan-retakan.

Dalam kasus suspensi semen mengisi lubang annulus sumur

pemboran yang volumenya terbatas, maka tekanan-tekananhasil pengembangan matriks berubah menjadi peningkatanshear bond strength antara semen dengan casing dan semendengan dinding lubang. Akibat lain adalah mengecilnya pori-

pori matriks yang menjadi penyebab menurunnya

permeabilitas semen mengeras.

Penggunaan semen mengembang pada industri perminyakan

saat ini menurun. Beberapa masalah berkenaan dengan

penggunaan semen mengembang dalam industri perminyakan(Beirute, dkk., SPE 18027) adalah :1. Keterbatasan temperatur, semen mengembang sangat

sulit untuk diperlambat. Konvensional retarder(lignosulfonat) tidak bekerja dengan baik pada semen

jenis ini. Peningkatan temperatur juga akan menurunkanpengembangan.

2. Sedikitnya pengetahuan akan kinerja semen jenis

mengembang ini pada kondisi sebenarnya di lapangan.

3. METODOLOGI PENELITIAN

Pengujian laboratorium terhadap suatu komposisi semensangat diperlukan untuk memperoleh kualitas semen yang

diharapkan. Persiapan pengujian di laboratorium meliputibeberapa tahapan kerja, yaitu :


4/9


IATMI 2001-18

Persiapan peralatan.

Prosedur pengujian.

Persiapan material semen dan additive.

Pembuatan suspensi semen.

Pengkondisian suspensi semen.

Pengujian kualitas semen.

Persiapan peralatan dan material merupakan langkah awal

yang harus dikerjakan sebelum dimulainya suatu penelitianatau riset.

Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini, meliputi :

densitas dan rheologi untuk suspensi semen serta pengujiancompressive strength dan shear bond strength pada semenmengeras.

3.1. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan antara lain :

Semen klasifikasi API Kelas G produksi PT. Indocement

Tunggal Prakarsa. Bubuk additive Silika produksi PT. Halliburton

Indonesia.

Bubuk additive MgO dan CaO murni yang telah dibakar

pada temperatur 1000 dan 1400oC selama 2 jam,

kemudian digiling dengan kehalusan 2800 3200

cm2/gr.

Aquadest yang digunakan sebagai fluida pencampur danpengkondisian.

3.2. Peralatan Penelitian

Adapun peralatan yang digunakan pada penelitian meliputi :

Timbangan elektrik.

Gelas ukur. Mixer dengan dua kecepatan tipe propeler.

Stop watch.

Cetakan sampel.

Pressure curing chamber.

Hydraulic pressure.

3.3. Prosedur Pengujian dan Persiapan Additive

Pembuatan suspensi semen dimulai dengan persiapan peralatan

dan material semen, adapun spesifikasi peralatan dan prosedur

pengujian dilakukan berdasarkan API Spec. 10 pada Appendix

A. Percobaan yang dilakukan pada penelitian ini terhadapsuspensi semen mengembang dapat dilihat pada Gambar 1.

Sedangkan persiapan additive untuk bahan MgO dan CaOmurni dilakukan dengan membakar batuan dolomit dan kalsit

sesuai temperatur yang diinginkan dengan lama waktupembakaran tertentu (dalam penelitian ini, selama 2 jam),terhitung sejak temperatur yang diinginkan tersebut tercapai.

Kemudian hasil pembakaran tersebut ditumbuk hinggamencapai kehalusan yang dikehendaki.

Dari hasil pembakaran diperoleh tingkat kemurnian dari

masing-masing additive tersebut, dimana CaO 1000oC sebesar

63,99%, CaO 1400oC sebesar 72,35%, MgO 1000

oC sebesar

91,12% dan MgO 1400oC sebesar 97,42%.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari pengujian yang telah dilakukan di laboratorium diperoleh

hasil pengujian densitas dan rheologi serta hasil pengetesancompressive strength dan shear bond strength semen terlihatpada tabel di Lampiran.

4.1. Compressive Strength

Fenomena yang terjadi pada semen dasar dan semen silika

sebagai pembanding kelakuan dan kinerja dari semenmengembang yang digunakan terlihat bahwa semakin

bertambah temperatur CS semen dasar semakin rendah danberbeda dengan semen silika dimana semakin tinggi

temperatur semakin tinggi besar harga CS, hal ini disebabkan

oleh terbentuknya mineral -C2SH gel yang lebih padatsehingga mengakibatkan volume semen menyusut, maka

terjadi perubahan pada semen dasar (lemah dan poros).Sedangkan adanya penambahan silika pada semen dasar

memberikan kestabilan pada semen akibat terbentuknya

mineral tubermorite pada kondisi temperatur tinggi sehinggamemberikan strength yang tinggi dan permeabilitas yangrendah.

Untuk semen mengembang pada penambahan additive MgO

1000oC dengan bertambahnya temperatur memberikan

peningkatan pada besar harga CS tersebut tetapi kenaikan yangsignifikan terjadi pada penambahan additive 1.5 dan 3%, hal

ini diakibatkan masih kecilnya proses pengembangan yang

terjadi pada konsentrasi tersebut sehingga memberikan tingkat

kerapatan yang lebih baik dari penambahan additive pada 5dan 10%.

Begitu pula yang terjadi pada penambahan additive MgO 1400o

C dengan bertambahnya temperatur akan mengalami kenaikanbesar harga CS-nya, tetapi untuk bahan additive ini hasil danperformance-nya lebih baik dari bahan MgO 1000

oC,

dikarenakan tingkat kemurnian dari bahan additive tersebut.

Hal serupa juga diperlihatkan pada penggunaan bahan additiveCaO murni baik dengan temperatur bakar 1000 maupun 1400oC, dimana dengan bertambahnya temperatur akan mengalami

kenaikan harga CS-nya. Tetapi kinerja dan besar harga yangdiperoleh dari bahan tersebut memberikan hasil yang lebih

baik pada CaO 1000oC. Selain itu, pengaruh adanya silika

flour pada suspensi semen akan memberikan tingkat ketahanandan kestabilan yang lebih baik pada temperatur tinggi.

4.2. Shear Bond Strength

Besar harga SBS pada semen dasar dan semen silikamemperlihatkan kelakuan yang sama seperti pada besar hargaCS.

Pada semen mengembang dengan penambahan MgO dan CaOmurni diharapkan mampu memberikan nilai SBS yang besartanpa mengurangi nilai CS yang sesuai dengan standar API.

Kondisi tersebut diatas berhasil diperoleh dalam penelitian ini,dimana untuk penambahan additive MgO 1000

oC dan 1400

oC

memperlihatkan adanya peningkatan harga SBS denganbertambahnya temperatur seiring dengan peningkatan

konsentrasi penambahan additive tersebut. Harga SBS yangsignifikan terjadi pada konsentrasi 5 dan 10% penambahan,

dikarenakan proses pengembangan semen mulai optimalterjadi. Tetapi harga SBS pada bahan MgO murni


5/9


IATMI 2001-18

memperlihatkan hasil yang lebih baik pada pembakaran 1400oC.

Untuk bahan CaO murni baik pembakaran 1000 maupun 1400oC kurang memberikan kanaikan harga SBS yang signifikan,

disebabkan oleh tingkat kemurnian bahan tersebut setelah

pembakaran lebih rendah dari bahan additive MgO murni,walaupun memberikan kecenderungan yang sama seperti MgOmurni, dimana dengan bertambahnya temperatur akanmemberikan kenaikan harga SBS tersebut.

Dalam penelitian ini juga diperlihatkan pengaruh mud cake

yang ada pada dinding formasi terhadap besar harga SBS yangdicapai pada saat setting semen mulai terjadi, lihat gambar

pada Lampiran. Dengan adanya mud cake pada dindingformasi akan memperkecil besar harga SBS, dimana dayaikatan semen dengan dinding formasi terhalangi oleh mud

cake, hal inilah yang akan mengurangi besar harga SBS semen

tersebut.

Untuk lebih memberikan sifat yang diinginkan, khususnyapada semen mengembang perlu adanya pengujian lain selain

pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini, seperti

pengukuran Thickening time, Fluids loss, Free water contentagar dapat sesuai dengan standar yang berlaku pada API Spec.

5. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian di laboratorium dan analisa penelitianpada Bagian IV dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu :

1. Compressive strength semakin menurun apabila prosentasikomposisi bahan additive MgO murni semakin besar

dalam suspensi semen.2. Bahan CaO murni cenderung memberikan peningkatan

compressive strength yang lebih baik, khususnya padabahan CaO 1000 oC dan cenderung turun untuk bahan

CaO 1400oC.

3. Peningkatan shear bond strength sangat baik terutama untuk

temperatur tinggi pada bahan additive MgO 1400oC,

dimana makin tinggi temperatur semakin baikpeningkatannya.

4. Shear bond strength pada bahan additive CaO murni kurang

menunjukkan adanya peningkatan yang signifikan.

5. MgO murni merupakan bahan expanding additive terbaikdari seluruh bahan yang digunakan untuk temperatur 100 150

oC.

6. Komposisi optimum untuk bahan MgO murni adalah 5

10 % dan komposisi optimum untuk bahan CaO murniadalah 1.5 3 %.

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan inipula kami mengucapkan terima kasihkepada ketua tim RUT VII ITB Bpk. DR. Ing Ir. Doddy

Nawangsidi & DR. Ing. Ir. Rudi Rubiandini RS. Ataskesertaan kami selaku anggota tim peneliti.

DAFTAR PUSTAKA

1. BAIRUTE R.M., ART TRAGESSER., : Expansive andShrinkage Characteristics Of Cements Under Actual Well

Conditions, SPE of AIME, The Western Co, August

1973.

2.

BAIRUTE R.M., Amoco Production Co., and M.A.Wilson and F.L. SABINS, Haliburton Services., :

Attenuation of Casing Cemented With Coventional and

Expanding Cements Across Heavy Oil and Sandstone

Formations, SPE 18027.

3. BOUR, D.I., EAST LE., : Expansion Anti-Fluid

Migration Technology Salles South Texas Fluid Migration

Problems, IADC/SPE- 17259, Dallas, Texas, March1988, p.653-658.

4. BURGOYNE., ADAM T. Jr. : Applied Drilling

Engineering, SPE., USA., 1986.

5. DOWELL SCHLUMBERGER., : CementingTechnology, Published by Nova Communications Ltd,

London, England (1984).

6. P.N. PARKER., W.W. WAHL.: Expanding Cement-ANew Development in well Cementing, Member of AIME.,

Dowell Div. Of The Dow Chemical Co, Tulsa, Okla, May1996.

7. RUDI RUBIANDINI RS. : Pengaruh Elektrolit dan

Temperatur Pada Rheology Suspensi Semen, Lembaga

Penelitian-ITB, 1992.

8. RUDI RUBIANDINI RS. : Semen Penyekat Lubang

Sumur Minyak, Gas dan Panas Bumi Yang Bertemperatur

Dan Bertekanan Tinggi, Laporan Penelitian PerguruanTinggi Hibah Bersaing, 1994/1995.

9. RUDI RUBIANDINI RS. : Perubahan Sifat Fisik Semen

Pada Temperatur dan Tekanan Tinggi, Serta KandunganCO2 dan H2S Tinggi, Jurnal Teknologi Minyak dan GasBumi, Nomor 1, Volume II/1995.

10.RUDI RUBIANDINI RS. dan HERIANTO : Investigasi Laboratoris Penanggulangan CompressiveStrength Retrogration Semen Pemboran Sampai

Temperatur 300oC , IATMI, 1994.

11.THOMAS DOOLEY P. : Perilaku Expanding Additive

dari Bahan Magnesit pada Perubahan Compressive

Strength dan Shear Bond Strength Semen, Tugas Akhir

Sarjana tak diterbitkan Jurusan Teknik PerminyakanFakultas Teknologi Mineral, ITB., 1996.

12.WAYNE, A. WALKER., and CALVIN, DSAUNDERS., Member AIME : Strength of Oil WellCements And Additives Under High Temperatur Well

Conditions, Paper 390-G, 1954.


6/9


IATMI 2001-18

LAMPIRAN

Tabel 1.Hasil Pengujian Densitas Suspensi Semen

Komposisi Komposisi

Additive

(%BWOC)

Densitas

(ppg)

Semen Dasar 0 16.00

S. Dasar + 35 % Silika 0 15.75

S. Dasar + 35% Silika + MgO 1000oC 1.5 15.75








S. Dasar + 35% Silika + CaO 1000oC 1.5 15.80

S. Dasar + 35% Silika + CaO 1000o

C 3.0 15.75S. Dasar + 35% Silika + CaO 1000

oC 5.0 15.65






Tabel 2Hasil Pengujian Rheologi Suspensi Semen

Tabel 3Hasil Penelitian Semen

Temperatur (oC)Additive

100 115 135 150

MgO10000oC - - + +

MgO14000oC + + + +

CaO10000oC - - - -

CaO14000oC + + - -

Keterangan Baik untuk digunakan

Tidak Baik untuk digunakan

Rheologi Suspensi Semen

Komposisi600 300 P y

GS

10GS 10'

Semen Dasar 181 122 59 63 11 18Semen Silika 110 72 38 34 9 13

S. Dasar + 35% Silika + 1.5% MgO 1000 oC 112 78 34 44 14 22



S. Dasar + 35% Silika + 10 % MgO 1000 oC 185 144 41 103 18 20




S. Dasar + 35% Silika + 10 % MgO 1400 oC 118 83 35 48 11 34

S. Dasar + 35% Silika + 1.5% CaO 1000 oC 120 78 42 36 10 14



S. Dasar + 35% Silika + 10 % CaO 1000 oC 126 85 41 44 10 26




S. Dasar + 35% Silika + 10 % CaO 1400 oC 147 95 52 43 13 17


7/9


IATMI 2001-18


8/9


9/9

Compressive Semen

Documents

Transcript of Compressive Semen