bab iii densitas
DESCRIPTION
lumpur pemboranTRANSCRIPT
BAB III
PENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN
3.1. TUJUAN PERCOBAAN
a. Mengetahui suspensi semen dengan menggunakan alat mud balance
b. Mengetahui efek penambahan zat aditif terhadap densitas suspensi
semen
3.2. DASAR TEORI
Densitas suspensi semen didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah
berat bubuk semen, air pencampur dan aditif terhadap jumlah volume bubuk
semen, air pencampur dan aditif.
Dirumuskan sebagai berikut :
SGS=Ws+Wadd+Wair
Vs+Vadd+Vair
dimana :
SGS = densitas suspensi semen
Ws = berat bubuk semen
Wadd = berat aditif
Wair = berat air
Vs = volume bubuk semen
Vadd = volume aditif
Vair = volume air
Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan hidrostatis
suspensi semen di dalam lubang sumur, yang dirumuskan sebagai berikut :
dimana :
Ph = tekanan hidrostatis
D = kedalaman formasi
Ph = 0.052 x SGS x D
Pengaruh densitas terhadap tekana hidrostatik terjadi di annulus saat semen
masih berbentuk bubur. Semen yang telah memadat tidak mempunyai tekanan
hidrostatik. Jika tekanan hidrostatik suspensi semen berada di bawah tekanan
formasi maka ada kemungkinan gas dan fluida formasi yang korosif dapat masuk
ke dalam semen dan mempengaruhi sifat fisik semen tersebut. Tekanan hidrostatik
suspensi semen sebaiknya lebih besar dari tekanan formasi namun tidak boleh
melebihi tekanan rekah formasi. Apabila formasi tidak sanggup menahan tekanan
suspensi semen, maka akan menyebabkan formasi pecah sehingga akan terjadi
loss circulation.
Ada dua jenis zat aditif yang berhubungan dengan control density, yaitu
Extender dan Weighting Agent. Extender adalah aditif yang digunakan dalam
suspensi semen untuk mengurangi densitas semen dan juga berfungsi untuk
menambah yield slurry. Extender yang berupa clay juga dapat berfungsi
mengurangi air bebas (free water) dalam suspensi semen, selain itu dapat juga
berupa gas yang dilarutkan dalam suspensi semen seperti nitrogen/udara yang
hasilnya memberikan compressive strength yang cukup.
Weighting agents adalah aditif yang digunakan untuk menambah densitas
suspensi semen, berupa material dengan densitas lebih berat dari densitas suspensi
semen yang harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
Distribusi ukuran partikel dari material aditif harus cocok (compatible)
dengan ukuran partikel semen. Ukuran partikel aditif yang lebih besar dari
partikel semen akan cenderung mengendap sedangkan partikel berukuran
lebih kecil memiliki kecenderungan menambah viskositas suspensi semen
Kadar air yang terkandung dalam material aditif tidak banyak (unhidrous)
Material aditif harus sukar bereaksi (inert) dengan semen, baik pada saat
pencampuran dalam suspensi maupun saat proses hidrasi semen dan juga
compatible dengan aditif lain yang mungkin dicampurkan dalam semen
Densitas suspensi semen yang rendah sering digunakan dalam operasi
primary cementing dan remedial cementing guna menghindari terjadinya fracture
pada formasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan dengan
menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender atau menambahkan
bahan-bahan yang dapat memperbesar volume suspensi semen, seperti pozzolan.
Sedangkan densitas suspensi semen yang tinggi digunakan bila tekanan
formasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat ditambahkan pasir
ataupun material-material pemberat kedalam suspensi semen, seperti barite.
Densitas semen juga berpengaruh terhadap compressive strength, yaitu
kemampuan semen untuk menahan tekanan formasi secara horizontal. Semakin
besar densitas, compressive strength pun semakin besar. Jika densitas semen kecil,
sedangkan tekanan formasi besar, maka dapat berakibat semen akan pecah saat
perforasi, atau terjadi closed flow, yaitu fluida produksi mengalir melalui celah
akibat adanya semen yang pecah, dan dapat terakumulasi di tempat lain.
Pengukuran densitas dilaboratorium berdasarkan dari data berat dan
volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan dilapangan
menggunakan alat pressurized mud balance.
3.3. ALAT DAN BAHAN
3.3.1. Alat
Timbangan digital
Mud balance
Gelas ukur
Mixer / Blender
3.3.2. Bahan
Semen Portland kelas A
Air
Bentonite
3.3.3. Gambar Alat
Keterangan:
1. Calibration Screw
2. Balance Arm
3. Rider
4. Novo Glass
5. Cup
12
3
4
5
Gambar 3.1. Mud Balance(http://soiltestinginstruments.co.in/mud-balance)
Gambar 3.2. Mixer(http://etrade.daegu.go.kr/co/g/goldmill/img/
oimg_GC01008001_CA01009917.jpg)
Gambar 3.3. Timbangan Digital(http://indonetwork.co.id/member/53057_digitalprecisionscale225gx0.1gkm-
gm-225g.jpg)
Gambar 3.4. Gelas Ukur(http://pkimorg1a.blogspot.com/2012/09/alat-alat-gelas.html)
Gambar 3.5. Bentonite(http://buywellness.com/images/bentonite.jpg)
Gambar 3.6. Semen Portland Kelas A(http://www.cement.org/decorative/images/overview2.jpg)
3.4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Mengkalibrasi peralatan pressurized mud balance dengan langkah-langkah
sebagai berikut:
Membersihkan peralatan mud balance
Mengisi cup dengan air hingga penuh lalu ditutup dan membersihkan
bagian luarnya
Meletakkan kembali mud balance pada kedudukan semula
Menempatkan rider pada posisi skala 8,33 ppg (densitas air)
Meneliti nuvo glass, bila tidak seimbang mengkalibrasikan screw sampai
seimbang
2. Menyiapkan suspensi semen yang telah dibuat dari komposisi semen portland,
bentonite dan air, kemudian mengukur densitas suspensi semen dengan
menggunakan rumus:
SGS=Ws+Wadd+WairVs+Vadd+Vair
dimana:
SGS = densitas suspensi semen
Ws = berat bubuk semen
Wadd = berat aditif
Wair = berat air
Vs = volume bubuk semen
Vadd = volume aditif
Vair = volume air
3. Memasukkan suspensi semen kedalam cup mud balance, kemudian cup
ditutup dan semen yang melekat pada dinding bagian luar dibersihkan sampai
bersih
4. Meletakkan balance arm pada kedudukan semula, kemudian atur rider hingga
seimbang
5. Membaca skala sebagai densitas suspensi semen pengukuran