HOLE PROBLEM

Dalam pemboran banyak dijumpai masalah masalah pemboran antara lain :

BLOWOUT

LOSS CIRCULATION

HEAVING SHALE

STUCK PIPE ( DIFFERENTIAL PIPE STUCKING, KEY SEAT )

HOLE ENLARGEMENT

1. BLOWOUT • TERJADI KARENA Ph < Pformasi

Ph lumpur mengecil karena :

1. BJ lumpur mengecil, sebagai akibat penambahan air formasi atau gas

Hal ini diakibatkan karena :

a. Pemboran menembus formasi gas

Karena menembus formasi gas, maka gas akan masuk ke dalam

cutting. Pada saat di dasar lubang, gas tidak akan keluar krn Ph masih tinggi.

Di saat cutting naik keatas maka Ph disekeliling cutting akan berkurang shg

gas akan keluar dan masuk ke lumpur dan akan mengembang.

Akibatnya BJ lumpur mengecil.

b. Swabb effect

Swabb effect adalah terisapnya fluida formasi kedalam sumur.

Disebabkan oleh :

- Mencabut rangkaian bor terlalu cepat

- Viskositas lumpur terlalu tinggi

- Clearance antara bit dengan dinding lubang kecil ( MC tebal & bit balling )

• 2. Tinggi kolom lumpur berkurang

A. Disebabkan : lumpur masuk ke dalam formasi ( Mud loss ).

a. Hal ini terjadi bila kita membor formasi pecah.

Formasi pecah akibat : 1. Pemompaan lumpur secara mengejut

2. Squeeze effect atau pressure surge

3. BJ lumpur terlalu tinggi ( Psirk terlalu tinggi)

4. Viskositas lumpur tinggi ( sebabkan Press loss

tinggi )

5. Gel strength tinggi ( perlu break circulation )

b. Menembus formasi rekahan atau ber gua gua

Terjadi karena kita menembus formasi karbonat/gamping yang

mengandung gua gua dan lumpr akan masuk ke dalam gua gua tsb.

Akibatnya tinggi kolom lumpur berkurang sehingga Ph akan

berkurang

B. Terlambat mengisi lubang bor saat mencabut rangkaian

Dikenal adanya cabut basah ( wet pull ) dan cabut kering ( dry pull )

Wet pull terjadi bila : - rangkaian memakai DP float di atas bit

- Nozzle bit terlalu kecil

Vol. lumpur yang berkurang saat wet pull adalah vol. pipa + vol. displacement ( vol.

besi)

Vol pipa = Cap. DP x L

= ID2 pipa x L , bbls

1029.4

Vol displ = Displ pipa x L

= OD2 pipa – ID2 pipa x L

1029.4

sehingga : Δ Vol = OD2 pipa x L di mana : Δ Vol = penurunan vol lumpur

1029.4 di dlm lubang saat wet

pull

Penurunan tinggi kolom lumpur di dalam lubang adalah antara rangkaian pipa bor

dan casing atau antara pipa bor dan lubang bor.

Δ H = Δ Vol / Cap anulus pipa-csg atau Δ H = Δ Vol / Cap anulus pipa-lbg

Bila Δ H berubah kecil, maka Ph akan mengecil

Soal wet pull

• 1. Diketahui : DP 5” OD, 4.276” ID, dicabut secara wet pull 12

stands.

1 stand = 90 ft. Casing yang terpasang 9 5/8” OD, 9.1” ID.

BJ lumpur dalam lubang = 11 ppg

Ditanyakan :

A. DP displacement ?

B. DP capacity ?

C. Casing capacity ?

D. Annular capacity ?

E. Penurunan volume lumpur dalam lubang ?

F. Penurunan tinggi kolom lumpur di dalam lubang ?

G. Penurunan Ph lumpur di dasar lubang bor ?

Penyelesaian :

A. DP displacement = (OD2DP

– ID2DP) / 1029.4 = ( 52 – 4.2762 ) / 1029.4

= 0.0065 bbl/ft

B. DP capacity = ( ID2 ) / 1029.4 = ( 4.2762 ) / 1029.4 = 0.0177 bbl/ft

C. Casing capacity = ( ID2 ) / 1029.4 = ( 9.12 ) / 1029.4 = 0.0803 bbl/ft

D. Annular capacity = ( ID2casing - OD2

DP ) / 1029.4 = ( 9.12 - 52) / 1029.4 = 0.0561 bbl/ft

E. Penurunan vol. lumpur dalam lubang =

Δ Vol = OD2DP x LDP = 52 x 12 x 90 = 26.19 bbl

F. Penurunan tinggi kolom lumpur dalam lubang :

Δ H = Δ Vol / anular cap = 26.19 bbl / (0.0561 bbl/ft) = 466.84 ft

G. Penurunan tekanan hidrostatik dalam lubang :

Δ PH = 0.052 x MW x H = 0.052 x 11 x 466.84 = 267 psi

2. Diketahui : DP 5” OD, 4.276” ID, dicabut secara wet pull.

1 stand = 90 ft. Casing yang terpasang 9 5/8” OD, 9.1” ID.

BJ lumpur dalam lubang = 11 ppg. Bila penurunan Ph lumpur di dasar

lubang yang diperbolehkan adalah 65 psi

Ditanyakan :

1. Penurunan tinggi kolom lumpur maksimum di dalam lubang ?

2. Penurunan vol. lumpur maksimum di dalam lubang ?

3. Panjang maksimum DP dicabut basah sebelum mengisikan lumpur ke dalam

lubang ?

4. Jumlah maksimum DP stand dicabut basah sebelum mengisikan lumpur ke

dalam lubang ?

Penyelesaian :

1. Penurunan tinggi kolom lumpur maks di dalam lubang :

65 = 0.052 x MW x H = 0.052 x 11 x H

H = 113.6 ft

2. Penurunan tinggi kolom lumpur maks di dalam lubang :

Δ H = Δ Vol / anular cap => 113.6 = Δ Vol / 0.0561 =>

Δ Vol = 6.375 bbl

3. Panjang maks DP dicabut sebelum mengisikan lumpur ke

lubang :

Δ Vol = Vol displ DP + Vol DP = ( OD2 )DP x LDP = (52)/1029.4 x

LDP

LDP = 262.9 ft

4. Jumlah stand maks DP yang boleh dicabut sebelum

mengisikan lumpur ke sumur =

LDP = 262.9 / 90 = 2 stands

3. Diketahui : DP displ = 0.0065 bbl/ft. DP cap = 0.0177 bbl/ft.

Annular cap = 0.0561 bbl/ft.

DP dicabut wet pull 10 stand.

BJ lumpur = 11 ppg

Ditanyakan :

a. Penurunan vol. lumpur di dalam lubang ?

b. Penurunan tinggi kolom lumpur di dalam lubang ?

c. Penurunan Ph di dalam lubang ?

Dry pull ( cabut kering ).

Pada saat cabut kering maka lumpur di anulus dan dalam rangkaian sama sama turun. Penurunan lumpur di dalam lubang hanya disebabkan oleh volume displacement rangkaian yang dicabut.

Penurunan vol. lumpur di dalam lubang : Δ Vol = OD2 pipa – ID2 pipa x L

1029.4

= L (Casing cap – Ann cap – DP cap)

di mana : Δ Vol = penurunan vol. lumpur di dalam lubang saat cabut kering.

Penurunan tinggi kolom lumpur di dalam lubang :

Δ Vol

Δ H = atau

( An cap + DP cap )

Δ Vol

=

(ID2csg – OD2 DP + ID2 DP)/1029.4

SOAL DRY PULL 1. Diketahui :

DP cap = 0.0177 bbl/ft ; Casing cap = 0.08033 bbl/ft ; Ann cap = 0.0561 bbl/ft

Pjg DP dicabut kering = 10 stands ( 1 stand = 91 ft )

BJ lumpur = 11 ppg

Ditanyakan :

a. Penurunan vol. lumpur yg diperbolehkan di dalam lubang ?

b. Penurunan tinggi kolom lumpur di dalam lubang ?

c. Penurunan Ph di dalam lubang ?

Penyelesaian :

a. Δ Vol = LDP x (Casing cap – Ann cap – DP cap) = 5.94 bbl

b. Δ H = Δ Vol / ( Ann cap + DP cap ) = 5.94 bbl / ( 0.0561 + 0.0177 ) bbl/ft = 80.48 ft

c. Δ PH = 0.052 x MW x Δ H = 0.052 x 11 x 80.48 = 46.03 psi

2. Diketahui : DP 5” OD, 4.276” ID, dicabut secara dry pull.

1 stand = 90 ft. Casing yang terpasang 9 5/8” OD, 9.1” ID.

BJ lumpur dalam lubang = 11 ppg. Bila penurunan Ph lumpur di dasar

lubang yang diperbolehkan adalah 65 psi

Ditanyakan :

1. Penurunan tinggi kolom lumpur maksimum di dalam lubang ?

2. Penurunan vol. lumpur maksimum di dalam lubang ?

3. Panjang maksimum DP dicabut kering sebelum mengisikan lumpur ke dalam lubang ?

4. Jumlah maksimum DP stand dicabut kering sebelum mengisikan lumpur ke dalam lubang ?

Penyelesaian :

1. Penurunan tinggi kolom lumpur maksimum di dalam lubang =

65 = 0.052 x Δ H x MW = 0.052 x Δ H x 11 -- Δ H = 113.6 ft

2. Penurunan vol. lumpur maksimum di dalam lubang =

Δ H = Δ Vol / ( Ann cap + DP cap ) =--- 113.6 = Δ Vol / (0.0561+0.0177)

Δ Vol = 113.6 x (0.0561+0.0177) = 8.36 bbl

3. Panjang maksimum DP dicabut kering sebelum mengisikan lumpur ke

dalam

lubang =---- Δ Vol = DP displ x L DP

8.36 = ( 52 – 4.2762 ) x L DP -- L DP = 1281.41 ft

4. Jumlah maksimum DP stand dicabut kering sebelum mengisikan

lumpur ke

dalam lubang = L DP = 1281.41 ft / 90 ft = 14.23 ≈ 14 stands

Untuk betul betul kita cabut kering maka dipompakan fluida SLUG

dengan BJ > BJ lumpur. Slug akan mendorong lumpur ke bawah

shg saat cabut pipa tidak ada lumpur yang tumpah keluar.

Hal ini dilakukan untuk mengurangi vol.lumpur yang keluar yang

akan berakibat turunnya Ph lumpur, di mana ini sangat berbahaya.

Persamaan yang dipakai : hs x BJs = BJm ( hs + hk )

di mana : hs = tinggi slug di dalam pipa

hk = tinggi kolom kosong yg diinginkan dalam

pipa

BJs = BJ slug

BJm = BJ lumpur

Soal : DP cap = 0.0177 bbl/ft, diisi slug 10 bbl dg BJ = 14 ppg. BJ lumpur =

10 ppg

Ditanyakan :

a. Tinggi kolom slug di dalam DP ?

b. Berapa jarak slug dengan rotary table ?

c. Berapakah pertambahan vol. lumpur dalam tangki ?

d. Berapa inch pertambahan tinggi kolom lumpur dalam tangki, bila

panjang tangki = 20 ft dan lebar tangki = 10 ft ?

Penyelesaian :

a. Tinggi kolom slug dalam DP adalah :

Hs = 10 bbl / cap DP --- Hs = 10 bbl / 0.0177 bbl/ft ----- Hs = 564.97 ft

b. Jarak slug dg RT = hs x BJs = BJm ( hs + hk )

= 564.97 x 14 = 10 ( 564.97 + hk )

hk = 564.97 ( 14 – 10 ) / 10 = 226 ft

c. Pertambahan lumpur dalam tanki = vol. lumpur yg didorong keluar

= hk x cap DP = 226 ft x 0.0177 bbl/ft ---- = 4 bbl

d. Isi tanki = P x L x H = 20 ft x 10 ft x H ft

4 bbl x 5.615 ft3 = 200 ft3 x H---- H = 0.1123 ft = 0.1123 x 12 in = 1.35 in

3. Menembus formasi Abnormal Formasi abnornal adalah formasi yang mempunyai gradient

tek. Formasi > 0.465 psi/ft.

Apabila Ph lumpur < Pformasi, maka akan terjadi blowout.

Penyebab tekanan abnormal : a. Patahan

b. Struktur reservoir yang luas

c. Gas cap

d. Aquifer

e. Massive shale

f. Pasir diantara shale

g. Lensa lensa pasir

h. Tekanan yang berasal dari formasi yang lebih dalam

LOSS CIRCULATION

• Tanda tanda terjadinya loss circulation

1. Flow out < flow in misalnya 400 bbl < 500 bbl

2. Penurunan dari kecepatan lumpur yang kembali

3. Penurunan level lumpur di mud pit

4. Perbedaan gain atau lost saat cabut pipa

Tabel : Mud monitoring waktu tripping

LOSS CIRCULATION

• Penyebab :

1. Permeabilitas formasi terlalu tinggi ( fracture ) sehingga lumpur akan

masuk formasi tsb sehingga vol. lumpur berkurang.

2. Pore pressure yang rendah. Bila Ph > tek pori, maka lumpur akan masuk

ke formasi.

3. Karakteristik lumpur yang jelek : BJ terlalu tinggi, visc terlalu tinggi

4. Pecahnya formasi akibat pergerakan pipa yang cepat

• Akibat nya :

1. Pemakaian lumpur akan bertambah banyak dan mahal

2. Kehilangan lapisan produktif

3. Kehilangan lapisan untuk di bor lagi

4. Terjadi kebakaran akibat blowout

Pencegahan :

1. Melakukan training untuk crew

2. Membuat program lumpur yang baik

3. Melakukan study sumur di dalam area

• Cara mengatasi :

1. Gunakan LCM ( Loss Circulation Material )

2. Kurangi BJ lumpur sampai Ph lumpur sama dengan tekanan formasi.

3. Mengurangi rate sirkulasi

Pengaruh loss circulation :

1. Berkurangnya tinggi kolom lumpur di anulus shg Ph lumpur < Pformasi

2. Naiknya cost pemakaian LCM

3. Kehilangan data lithologi batuan. Ini sebagai akibat tidak naiknya cutting ke

permukaan

4. Terjadi stuck pipe sehingga membesarnya cost krn dilakukannya fishing

operasi

5. Mengurangi produktivitas sumur. Ini akibat dimasukkannya LCM ke dalam

pay zone.

6. Side tracking harus dilakukan untuk menghindari lapisan loss

7. Kemungkinan kehilangan lapisan.

Type Lost Circulation Zones

• Empat main formation types di mana loss terjadi – Unconsolidated or Highly Permeable

– Naturally Fractured

– Induced Fractured

– Cavernous

• Empat types loss rate – Seepage losses 1 – 10 bbls/hour

– Partial losses 10 – 50 bbls/hour

– Complete losses mud level 200 – 500 feet

– Severe complete losses mud level > 500 feet

PARAMETER YANG MEMPENGARUHI

TERJADINYA PIPA TERJEPIT

Aspek Lithologi Batuan

> Compressive strength

> Poisson’s Ratio

> Kekerasan Batuan

> Drillabilitas

> Abrasivitas

> Elastisitas

Aspek Lumpur Pemboran

> Berat jenis

Ph = 0.052 x ρ x D

> Viskositas

> Gel Strength

> Plastic viscosity

> Yield Point

> Filtration loss

> Derajat Keasaman (pH)

Aspek Geometri Lubang Bor

> Penggunaan Bit

> Weight On Bit (WOB)

Weight on bit mempunyai pengertian adalah beban di atas pahat

> Round Per Minute (RPM)

RPM merupakan pernyataan untuk jumlah putar dari meja putar dalam waktu satu menit, termasuk kecepatan putar pahat.Menurut API, fungsi dari putaran meja dapat dinyatakan dengan:

• Rate Of Penetration (ROP)

Rate Of Penetration yaitu laju pemboran untuk satu

satuan waktu

Penetration rate menurut J. Speer dapat dituliskan

dengan suatu persamaan :

R = a + b X W

R = laju pemboran, ft/jam

W = beban di atas pahat, lb

A & b = koefisien yang besarnya tergantung sifat

batuan, jenis pahat, kecepatan putar pahat,

kecepatan sirkulasi.

Mekanisme terjadinya pipa terjepit

>Tension

P = (Wdp ) + (Wdc )

P = [(Ldp x Wdp) + (Ldc x Wdc)] x BF

BF =

> Torsi > Beban Drag

> Bursting > Buckling

> Dog Leg > Collapse

s

m

s

m

11

Mekanisme terjadinya pipa terjepit

• Pipa Terjepit (Pipe Stuck) Jenis-jenis pipa terjepit secara

garis besar adalah :

> Differential pipe sticking

> Mechanical sticking

> Key seat

Differential pipe sticking

Jepitan jenis ini terjadi karena adanya

perbedaan (selisih) antara tekanan hidrostatik

lumpur pemboran dan tekanan formasi menjadi

sangat besar pada saat melewati formasi yang

porous dan permeable seperti batu pasir dan

batu gamping. Selain itu tebal mud cake juga

menjadi penyebab terjadinya differentiai pipe

sticking.

> sebab-sebab terjadinya

- Kecepatan filtrasi

- Kandungan padatan di dalam lumpur

- Pipa dalam keadaan statis

P1 >> P2

P1

P2

P1 >> P2

P1

P2

Thick Filter Cake

Thin Filter Cake

Pipe Stuck in Wall Cake

F = DP Ac Cf

F = gaya, lbs

DP = tekanan differential, psi

Ac = luas bidang kontak, in2

Cf = koefisien gesek

• Pencegahan Differential pipe sticking

- Mengurangi perbedaan tekanan (overbalance

pressure)

- Mengurangi daerah kontak (Ac)

- Mengurangi rangkaian bor dalam keadaan statis

- Minyak dan walnut hulls dapat digunakan

Key Seat

Terjadi karena terjadinya perubahan sudut

kemiringan lubang secara mendadak dan

berada pada formasi yang lunak.

Disebabkan oleh adanya dog leg,tanda-tanda terjadinya

sebagai berikut :

> Rangkaian tidak bisa diangkat dan dicabut

> Tekanan pemompaan lumpur normal

> Rangkaian bisa diputar

> Naiknya drag

> Suara rotary table bertambah keras

Key Seat

• Mechanical Sticking

> Undergauge Hole > Adanya Green Cement

> Adanya Junk > Adanya Collapsed Casing

Pipa Terjepit Karena Adanya Undergauge Hole Pipa Terjepit Karena Adanya Green Cement Pipa Terjepit Karena Adanya Collapsed Casing

• Penentuan Titik Jepit

F

WeL

dp

735294

L = panjang pipa yang bebas, ft

E = regangan, inch

Wdp = berat nominal drill pipe, lb/ft

F = tarikan (gaya) , lb

Stuck Point Indicator

• Metode Pembebasan Pipa Terjepit Secara

Kimiawi

> Metode Surging (Pipa U) untuk membebaskan differential

pipe sticking

• Spotting Fluids (Perendaman dengan fluida organik)

> Penggunaan Spotting Fluids berlaku untuk semua jenis jepitan.

Spotting fluids ini digolongkan menjadi tiga berdasarkan metode

yang digunakannya untuk membantu melepaskan pipa yang terjepit,

yaitu :

- Soaking Agents

- Friction Reducing Agent

- Dissolving Agents

> Volume annulus DC yang direndam

> Volume annulus DP yang direndam

> Volume yang diperlukan = V annulus DC + V annulus DP + 20 %

excess

LODdcDhVolume 22

4

LODdpDhVolume 22

4

• Metode Pembebasan Pipa Terjepit Secara

Mekanik

> Tarikan ( Tensile Strength )

- Memperkirakan titik lemah dari rangkaian

Tm = 0,85 x Tswp

Tswp = tensile strength di titik lemah, lb

- Menghitung berat drill string di udara di atas titik lemah Wsw = 0

- Tarikan maksimum yang terdiri dari overpull ditambah dengan berat

rangkaian yang terlihat pada weigth indicator

Wim = Wb + Tm + Wsw

Wb = berat travelling block, lb

• Metode Pelepasan Pipa Terjepit Dengan Alat-alat

Pemancing

> Mechanical Back Off

Tujuan dari mechanical back off adalah untuk melepas rangkaian

pipa bor yang terjepit pada sambungan yang terdekat dengan titik

jepit, yaitu dengan memberikan torsi dan beban tarikan.

T : tension yang diperlukan , ton

P : berat rangkaian pipa dalam lumpur ditambah berat hook

assembly, ton

Ph : tekanan hidrostatik lumpur, ksc

S : luas area tool joint, cm2

1000

SPhPT

Back Off Shot

Yaitu melepas rangkaian pipa bor pada bagian sambungan dengan

memberikan suatu ledakan terlebih dahulu, kemudian diberikan tarikan

dan diberi torsi ke kiri.

> Prosedur melakukan back off shot yaitu :

- Memutar rangkaian pipa bor ke kanan agar ikatannya merata

- Menegangkan rangkaian seberat rangkaian yang bebas dari jepitan

- Memasukkan eksplosive dan menggetarkan pada sambungan yang

akan dilepas

• String Shoot Adalah penembakan keliling

pada rangkaian pipa

Peralatan Chemical Cutter

Alat-Alat Pemancing

• Tubular Fishing Tools > Overshot

> Junk basket

> Jar

> Washover pipe

> Milling toll

> Taper taps

Overshot

• Junk basket

Peralatan ini hampir mirip

dengan overshot hanya pada

bagian bawah (lower sub) alat

pemancingnya diganti dengan

sebentuk tabung yang memiliki

jari-jari.

Jar adalah merupakan alat pemancing

yang bekerjanya dengan menggunakan

prinsip tumbukan (impact) baik ke atas

maupun ke bawah.

• Washover pipe

adalah merupakan casing

yang diperkuat dan disambung

dengan sambungan flush joint.

Milling toll

Digunakan untuk meratakan

permukaan fish

Taper taps

• Combination Fishing Tools

> Magnets

Digunakan untuk memancing

bagian kecil dari peralatan seperti

cone (gigi bit), bearing bit.

> Junk shot

Digunakan untuk menghancurkan

fish yang berukuran besar menjadi

bagian yang kecil.

Magnets

• Wireline Fishing Tools > Bailer

Berfungsi untuk memindahkan

fluida dari dalam lubang

> Wireline cutter

Digunakan untuk memotong

wireline di dalam lubang

sedekat mungkin dengan dasar

lubang

• Sidetrack dan Abandon

Kemungkinan terakhir,bila

proses (pemancingan) yang

dilakukan tidak berhasil.