penerapan metode aerated drilling pada sumur sumur x
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
1/21
4.2.1. Penerapan Metode Aerated Drilling pada Sumur Sumur X-1
PT.PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY
Aa!an Penerapan Aerated "r##n$ Pada Sumur X-1 PT.PERTAMINA
GEOTHERMAL ENERGY
Lapangan panasbumi memiliki berbagai rekahan dalam jumlah yang besar,
tekanan formasi dari lapangan panasbumi biasanya sebesar 8.33 ppg kolom air
panas dan 1 sampai 2 ppg kolom uap. Oleh karena itu akan terjadi hilang sirkulasi
jika menggunakan air atau mengunakan lumpur biasa sebagai fluida pemboran.
Untuk itu diperlukan suatu metode pemboran untuk mengurangi terjadinya hilang
sirkulasi. Pada umur !"1 diperoleh harga tekanan formasi sebesar 8.33 ppg, olehkarena itu densitas fluida pemboran yang digunakan diupayakan berada di ba#ah
nilai tersebut, untuk mengurangi efek hilang sirkulasi dan mengoptimalkan
transport pengangkatan cutting.
4.2.2. Lumpur "a!ar Yan$ "#$una%an
Lumpur dasar yang digunakan untuk lubang bor 1$1%2& berjenis '(L
polimer
Pl( dijumpai di kedalaman )81 m'U sebesar *"13 +P, bor formasi
dengan aerated mud , aliran balik intermittent. -ikedalaman $8 m'U terjadi
total loss /ir/ulation 0L(, bor formasi dengan aerated #ater, tidak ada aliran
balik , berdasarkan data parameter pemboran estimasi ona fra/ture terdapat
dikedalaman $8"$88 m'U, 8$$ 4 *25 m'U, 153$ 4 155 m'U, 11)5"11)1
m'U.
4.2.&. "ata Mud Motor
Mud motor yang digunakan pada trayek intermediete 13"3%8& lubang 1$"
1%2& dan trayek production 15"3%& pada lubang 12"1%& adalah sebagai berikut 6a -ata otor yang digunakan pada trayek intermediete 13"3%8& lubang 1$"
1%2& 6
ipe otor 7 *"%8& O- Lobe )%$ " tages
9ange Laju :lir 7 )55"1255 gpm
+it peed 7 $)"13 9P
; min pada otor 7 )55 gpm
4.2.4. Penerapan Teor# Ter'adap "ata Lapan$an
84
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
2/21
85
4.2.4.1. Per'#tun$an In(e%!# )dara
a* Tra+e% 1&-&, Lu/an$ 10-1,2 %edaaman 4. mT3"
"ata data 5-ata yang digunakan dalam perhitungan ini adalah data pada kedalaman
)8 kedalaman ukur 0- atau )8. m kedalaman tegak 0
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
3/21
86
Eadi, ?olume udara pada kedalaman 212,)$ ft adalah sebagai berikut 6
851.)$.213).5 )55<
×××= gp
cuft gp 53.18< =
1* "en!#ta! udara
-ensitas udara pada kondisi permukaan dapat dihitung sebagai berikut 6
1
1
2.$35 P gs
××= ρ
2.112.$35 ××= gs ρ
pcf gs 5$22.5= ρ
aka densitas udara pada kondisi kedalaman adalah sebagai berikut6
××
=12
21
P
P T gs gp
ρ ρ
××
×= 13).585.)$.2
5$22.5 gp ρ
pcf gp 3.2= ρ
2* La(u 6oumetr#7 udara
Laju ?olumetrik gas injeksi pada kedalaman 212,)$ ft dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut 6
××=
12
21
P
P T
QQ
gs
gp
××
=
13).5
85.)$.2
)55 gpQ
scfmQ gp
53.18=
gpmQ gp 5.138=
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
4/21
87
Eadi total laju alir 0 udara D lumpur dasar pada kedalaman adalah sebagai
berikut 6
;total 7 ;mud D ;gp;total 7 *3* D 138.5
;total 7 15$$. gpm
2* 8ra%!# 7a#ran 9umpur da!ar* daam umpur aera!#
• >raksi lumpur dasar di permukaan 0>lo
lo go
lolo
V V
V F
+=
F1551.23$*.15)
*.15)×
+=lo F
F38.=lo F
• >raksi gas di permukaan 0>go
lo go
go
goV V
V F
+=
F155*.15)1.23$
1.23$×
+= go F
F)$.*= go F
•
>raksi lumpur dasar pada kedalaman 0f lp
( )
F155
1
33.2228
538.51538.5
538.5×
−
+
=lp F
F883.8$=lp F
• >raksi gas pada kedalaman 0f gp
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
5/21
88
( )
F155
1
33.2228
*).51*).5
*).5×
×−+
= gp F
F1211$.5= gp F
• >raksi lumpur dasar pada kedalaman 252.* ft 0f lp
( )
F155
1
8)3.155
5$23.515$23.5
5$23.5×
−+
=lp
F
F2*.8=lp F
• >raksi gas pada kedalaman 252.* ft 0f gp
( )
F155
1
8)3.155*2$$.51*2$$.5
*2$$.5×
×−+
= gp F
F$1.1= gp F
&* 3#!%o!#ta! umpur aera!#
+esarnya ?iskositas lumpuar aerasi dapat dihitung sebagai berikut 6
G: 7 0 >gp . Ggp D 0 1 4 >gp . Gl
H: 7 05,12) A 5.518 D 001 4 5,12) A 1
7 5.85 /p
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
6/21
89
Ta/e I312
"ata Ha!# Per'#tun$an Ap#%a!# Aerated Drilling A%tua Sumur X-1 PT.
PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY
"ept' LI:)I" AIR AERATE"
T3" 8o;
rate
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
7/21
90
$ 1 3 3 *
22).)* $53.88 *1.2
)8.3
3155 3.*2 8.$ 1.55 115).2
1).) 5.*1
23).)2
$)*8.8
$
8)2 *1.
)
8.3
3
1255 3.8 8. 1.5 1135.1
8
).) 5.*1$
23).11
$**2.
*
8)* *1.8
8.3
3
155 3).38 8.1 1.5$ 111.5
*
).) 5.*25
2*.5)
853.*
)
*$ *1.8
*
8.3
3
155 5.8 8.11 1.58 1285.
$
).) 5.*25
4.2.4.2. @e7epatan dan Poa A#ran Lumpur Aera!#
-ata geometri lubang bor, tubular dan cutting adalah sebagai berikut 6
Ta/e I31&
"ata Geometr# Lu/an$ orB Tu/uar dan Cutting Sumur X-1 PT.
PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY
#nter6a
0mSeu/un$
0inPa'a
t 0in"r# P#pe "r#
Coar
Mud Motor
I-
0in
O
-
0in
I-
0in
O-
0in
5 4 32 sto?ed pipe 35
5 43*$ 25 2) .2$) 2.8
1
8 * %8
3*8 4 12*8 :n/hor% produ/tion 13 3%8 1$ J .2$) 2.8
1
8 8 1% " * %8
12$5 4 2255 perforated liner 153%
12 K .2$) 2.81
8 * " 8 1%2
21$5 4 3555 perforated liner 8 %8 12. K .2$) 2.8
1
8 * " 8 1%2
a* Tra+e% 1&-&, Lu/an$ 10-1,2 pada @edaaman 4.D m T3"
1 'e/epatan lumpur aerasi pada annulus drill collar dihitung sebagai berikut
6
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
8/21
91
( )22.2
oph
A
ann D D
Qv
−×
=
( )22 8.1$5.15$$.2
−×
=annv
*)3.158=annvfpm
2 'e/epatan lumpur aerasi pada annulus drill pipe dihitung sebagai berikut 6
( )22.2
oph
Aann
D D
Qv
−×
=
( )22 .1$5.15$$.2
−×
=annv
8.*3=annv
fpm
3 +ilangan 9eynold 09e untuk ke/epatan lumpur aerasi pada annulus drill
collar dihitung sebgai berikut 6
A
ann Aep
re
v D N
µ
ρ ×××=
$.1
( )
231.1
*)3.158)2.$8.1$$.1 ××−×=re N
2$3.8$$=re N
9e M 555 maka pola aliran lumpur aerasi di annulus antara lubang 1$.
in/h dan -( 8 in/h pada kedalaman )8. m
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
9/21
92
a* Tra+e% 1&-&, Lu/an$ 10-1,2 pada @edaaman 4.D m T3"
1* 'e/epatan terminal serbuk bor dengan jenis batuan :ndesit dihitung
sebagai berikut 6
−××=
A
Acct d v
ρ
ρ ρ ).*2
−××=
)2.$
)2.$1*.1*5$8.5).*2t v
8).31=t vfpm
2 9asio transport cutting 0>t dapat dihitung sebagai berikut 6
Va
Vt Va Ft
−=
F5.))F1558.*3
8).318.*3=×
−= DP Ft
F$)2.$5F155*)3.158
8).31*)3.158=×
−=
DC Ft
-engan besarnya harga >t-P sebesar )).5 F dan >t-( sebesar $5.$)2 F
lebih ke/il dari *5F makan ini menandakan cutting transport ratio yang
belum optimum.
3 'onsentrasi cutting 0(a di annulus dihitung sebagai berikut 6
00)5
122
2
P ht a
h
OD Dvv
D OP Ca
−×−×
×=
F18.1.1$08).318.*30
.1$3).5
)5
122
2
=−×−
××= DP Ca
F1.18.1$08).31*)3.1580
.1$3).5
)5
122
2
=−×−×
×= DC Ca
-engan besarnya harga (a-P sebesar 1.18F dan (a-( sebesar 1.1F kurang
dari F, maka besarnya harga (a sudah pada kondisi optimum.
'e/epatan pengangkatan cutting 0?/ dihitung sebagai berikut 6
Ca
OP vc ×
=)5
fpmv DP c *3.)F18.1)5
3).5=
×=
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
10/21
93
fpmv DC c **1.)5F1.1)5
3).5=
×=
'e/epatan minimal lumpur aerasi 0?min yang dibutuhkan untuk
mengangkat serbuk bor ke permukaan 6
?min 7 ?/ D ?t
?min -P 7 ).*3 D 31.8) 7 88.$*3 fpm
?min -( 7 )5.**1 D 31.8) 7 *2.85 fpm
) Perbandingan antara ke/epatan annulus dengan ke/epatan minimum
adalah sebagai berikut 6
• Pada drill pipe
*3.8 M 88.$*3 0fpm• Pada drill collar
158.*)3 M *2.85 0fpm
'e/epatan lumpur di annulus pada kedalaman )8.5 m
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
11/21
94
"ata Ha!# Per'#tun$an Fluid Velocity dan Cutting Transport A%tua pada Ap#%a!# Aerated Drilling
Sumur X-1 PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGYY
"ept'
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
12/21
95
Opt#ma!# Aerated Drilling
Pada optimasi aerated drilling dilakukan seting densitas lumpur aerasi
yang tepat untuk mendapatkan laju alir aerasi optimum pada mud pump, karena
mud pump yang digunakan memiliki batasan laju alir maksimum 1255 gpm pada
lubang 1$"1%2& trayek 13"3%8&, dan *55 gpm pada lubang 12"1%N trayek 15"3%&.
'emudian perhitungan rasio injeksi udara dan lumpur dasar yang optimum di
permukaan.
Perhitungan optimasi yang digunakan pada kedalaman )8. m 0212$.)2
ft kedalaman tegak 0
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
13/21
96
).212$33.5 ×= f P
psi P f 2).*21=
3 Perbedaan tekanan yang terjadi adalah 6
h f P P P −=∆
)1.$132).*21 −=∆ P
psi P )).25$=∆
/. 3oume Ga! In(e%!# 93$p*
1 enghitung temperatur dan tekanan rata"rata pada kedalaman )8. m
0212$.)2 ft 6
1 7 ). o>
7 2, o9
2 7 @0-%2 A BC D17 @0212$.) %2 A 5,51C D 2. o9
7 5.3) o9
P1 7 1 psia
P2 7 @0- A BP D P1C%2
7 @0212$.) A 5,1) D 1C%2
7 )$.851 psi2 enghitung
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
14/21
97
2 -ensitas udara pada kondisi kedalaman 212$.)2 ft adalah sebagai
berikut6
××
=12
21
P
P T gs gp ρ ρ
××
×=13).5
851.)$.25$22.5 gp ρ
pcf gp 3.2= ρ
ppg gp 31.5= ρ
d. La(u 3oumetr#% Tota 9:tota*
1 Laju ?olumetrik gas injeksi pada kedalaman 212$.)2 ft dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut 6
( ) ( )
( ) gp Am Amm
gp
QQQ
ρ ρ
ρ ρ
−×−×
=
( ) ( )
( )31.5.)
85.)85$.8
−×−×
= gpQ
gpmQ gp )3.311= scfmQ gp )).1=
2 otal laju alir aerasi 0 udara D lumpur dasar pada kedalaman 252.*
ft adalah sebagai berikut 6
;total 7 ;mud D ;gp;total 7 85 D 31.)3
;total 7 11)1.)3 gpm
ilai ;total masih berada di ba#ah batas ;maks mud motor" jadimasih memungkinkan optimasi kerja mud motor dengan tipe *"%8& O-
Lobe )%$ " tages dengan range laju alir )55"1255 gpm
e. La(u A#r )dara Permu%aan 9:$!*
Laju alir udara pada permukaan dihitung sebagai berikut 6
××
×=12
21
P
P T QQ gp gs
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
15/21
98
××
×=13).5
851.)$.2)).1 gsQ
scfmQ gs *8.135=
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
16/21
99
A
ann Aep
re
v D N
µ
ρ ×××=
$.1
( )
2*3.8
1*1.151.).1$$.1 ××−×=
re N
$*.1218=re N
9e M 555 maka pola aliran lumpur aerasi di annulus antara lubang
1$"1%2& dan -P & pada kedalaman 212$.)2 ft adalah turbulen.
$. Pen$an$%atan Se/u% or pada %edaaman 2120.2
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
17/21
100
F11.18.1$0$.581.11$0
.1$3).5
)5
122
2
=−×−
××= DC Ca
-engan besarnya harga (a-P sebesar 1.21F dan (a-( sebesar 1.11F
kurang dari F dari kondisi optimum, maka besarnya harga (a sudah
pada kondisi optimum.
'e/epatan pengangkatan cutting 0?/ dihitung sebagai berikut 6
Ca
OP vc ×
=)5
fpmv DP c 1.F21..1)5
3).5=
×=
fpmv DC c $53.)5F11.1)5
3).5=
×=
'e/epatan minimal lumpur aerasi 0?min yang dibutuhkan untuk
mengangkat serbuk bor ke permukaan 6
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
18/21
101
Eadi, dengan kondisi maksimum pada kedalaman 212$.)2 ft didapatkan
harga laju penembusan optimum 5.$)1 mph.
#. Ra!#o In(e%!# )dara den$an In(e%!# Lumpur "a!ar
9asio injeksi udara dihitung sebagai berikut 6
133)8.5÷÷= mud gs QQ!dara asio
133)8.585*8.135 ÷÷=!dara asio
8*.11=!dara asio
Jadi rasio antara injeksi udara dengan lumpur dasar di permukaan
adalah 11.89 : 1
4.2.4..
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
19/21
102
Ta/e I3-1
"ata Ha!# Per'#tun$an Opt#ma!# Ap#%a!# Aerated Drilling Sumur X-1
PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY
Ta/e I3-1
"ept' LI:)I" AIR AERATE"
T3" 8o
;
rate
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
20/21
103
"ata Ha!# Per'#tun$an Opt#ma!# Fluid Velocity dan Cutting Transport pada
Ap#%a!# Aerated Drilling Sumur X-1 PT. PERTAMINA GEOTHERMAL
"ept' 8u#d 3eo7#t+
Annuu!
Cutt#n$ Tran!port RO
Ma
9
-
8/19/2019 Penerapan Metode Aerated Drilling Pada Sumur Sumur X
21/21
104
5 *
23).111 $**2.* 352.3 ).1)2 3*.51 8$.5*$ *.53) 5.1
5.5$ 28.$3 2.)5
8
31.52 $2.
2*.5$ 853.*) 352.53 ).2*5 3*.51 8$.5** *.53$ 5.1
5
5.5 28.23 2.$5
*
31.1* $2.