Evaluasi Lumpur Lignosulfonate Untuk Menanggulangi Problem Shale

Parameter terpenting dalam operasi pemboran adalah lumpur bor, dimana bertujuan agar lumpur tersebut mampu mengantisipasi problematika lubang bor yang mungkin terjadi. Lumpur yang digunakan untuk daerah yang dominan formasinya soft clay yang reaktif bila kontak dengan air  selama pemboran digunakan spud mud dan Lignosulfonate untuk mengatasi masalah shale khususnya, berkaitan dengan litologi batuan yang ditembus serta fisik dari lumpur.

Lumpur Lignosulfonate mulai digunakan pada kedalaman 300 meter dengan pertimbangan pada kedalaman ini operasi pemboran mulai menembus formasi yang lithologinya perselingan batuan gamping dan batuan shale.

Penggunaan lumpur pemboran merupakan hal yang sangat penting dalam operasi pemboran. Karena berhasil atau tidaknya suatu operasi pemboran juga ditentukan oleh jenis lumpur yang dipakai. Dengan pemilihan atau penggunaan jenis lumpur pemboran yang sesuai diharapkan dapat mengatasi atau meminimalkan problem yang terjadi salama operasi pemboran.

Faktor yang mempengaruhi  penggunaan jenis lumpur pemboran adalah macam formasi, lithology batuan, fisik lumpur, serta faktor pendukung lainnya yaitu faktor ekonomis dan pencemaran atau pengaruhnya terhadap lingkungan sekitarnya.

Problem shale terjadi karena pemboran menembus formasi shale yang mempunyai sifat reaktif apabila kontak dengan air, getas, dan mudah runtuh. Penambahan additive digunakan untuk menjaga atau mengontrol sifat dan kestabilan lumpur.

 

Fungsi Lumpur Pemboran

Lumpur pemboran adalah fluida yang digunakan dalam operasi pemboran, fluida tersebut dialirkan dari permukaan melalui rangkaian pipa bor, keluar melalui pahat dan naik ke permukaan melalui ruang antara diameter luar rangkaian pipa bor dengan dinding lubang bor (annulus).

Lumpur Pemboran memiliki fungsi sebagai berikut:

  • Mengangkat cutting ke permukaan
  • Melumasi dan mendinginkan bit dan drillstring
  • Melindungi dinding lubang bor dengan mud cake
  • Mengontrol tekanan formasi
  • Menjadikan cutting dan material pemberat pada fasa suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara
  • Mendapatkan informasi sumur
  • Sebagai media logging

 

Komposisi Lumpur Pemboran:

Secara umum lumpur pemboran mempunyai empat komponen utama:

  • Fasa cair
  • Reaktif solids
  • Inert solids
  • Additive

 

Fasa cair dari lumpur pemboran dapat berupa air atau minyak ataupun keduanya yang disebut emulsi. Emulsi ini dapat terdiri dari dua jenis, yaitu emulsi minyak di dalam air dan emulsi air di dalam minyak.

Reaktif solid merupakan padatan yang bereaksi dengan zat cair lumpur bor. Padatan ini membuat lumpur menjadi kental atau koloid.

Inert solid merupakan komponen padatan dari lumpur yang tidak bereaksi dengn zat cair dari lumpur bor.

Additive adalah material tambahan yang berfungsi mengontrol dan memperbaiki sifat-sifat lumpur agar sesuai dengan keadaan formasi yang dihadapi selama operasi pemboran.

Jenis-jenis Lumpur Bor:

  • Water base mud
  • Oil bade mud
  • Emulsion mud
  • Gaseous mud

 

Lignosulfonate Mud

Merupakan jenis lumpur fresh water yang menggunakan bahan dasar air dan bentonite. Lignosulfonate sendiri merupakan bahan pengencer dan merupakan salah satu dari tiga anggota dalam organic thinner group, dua di antaranya adalah linins dan tannin. Pemakaian Lignosulfonate lebih sering digunakan daripada jenis famili lainnya. Penggunaan lignosulfonate juga ditreatment dengan senyawa logam, misalnya calcium dan chromium.

 

Lignosulfonate bersifat hydrophilic dan berkemampuan mengikat ion hydrogen. Akibatnya partikel-partikel bersifat ketat, oleh karena itu sifat mengembangnya dapat dibatasi. Moore P.L. menyebutkan beberapa karakteristik dari lignosulfonate :

  • Sebagai weight dispersed fresh water mud
  • Sebagai drilling mud thinner
  • Sebagai fluid loss control

 

Problem Shale

Shale merupakan hasil dari proses kompaksi dan konsolidasi sedimen di bawah tekanan dan temperature serta dalam waktu yang lama.

Shale yang mengandung banyak pasir disebut aranasius shale, sedangkan bila banyak mengandung material organic disebut carbonaseu shale. Shale mengandung bermacam mineral clay, seperti illite kaolinite, attapulgite, dan monmorilionite. Monmorilionite merupakan mineral yang berhidrasi tinggi. Sedangkan illite juga merupakan mineral yang dapat berhidrasi tapi tidak terlalu tinggi, mineral clay lain yang tidak berhidrasi adalah kaolinite dan attapulgite.

 

Lumpur lignosulfonate mulai digunakan pada kedalaman 300 meter dengan pertimbangan pada kedalaman ini operasi pemboran mulai menembus formasi yang lithologinya perselingan batuan gamping dengan batu pasir dan juga batuan shale. Di mana dari hasil analisa cutting di permukaan terlihat shale yang ada didominasi oleh mineral monmorilionite dan illite yang merupakan jenis shale sangat reaktif bila bertemu air. Selain itu lignosulfonate menciptakan lapisan liat pada permukaan clay sehingga akan menstabilkan partikel clay. Lapisan liat ini akan mencegah flokuasi partikel clay dengan mencegah interaksi terlalu dekat antara partikel-partikel clay sehingga akan menghasilkan penurunan Yield Point, Viscositas dan laju air filtrate, di mana dengan semakin dalamnya pemboran cenderung sifat fisik dari lumpur juga akan naik seperti viscositas akan bertambah karena semakin banyak padatan (serbuk bor) sehingga perlu pengontrolan viscositas.

Lignosulfonate yang di dalamnya ditambahkan CMC HV/LV dapat mengurangi water loss atau sebagai water loss reducer. Serta sifat dari lignosulfonate yang dapat mencegah pengembangan clay yang disebabkan oleh Osmotic Absorption yaitu pengembangan clay akibat perbedaan salinitas air formasi, sehingga akan mencegah pengembangan mineral clay dan swelling.

 

Penggunaan lumpur fresh water lignosulfonate atau biasa disebut lumpur lignosulfonate tidak dapat dilepaskan dari penambahan additive ke dalamnya:

  • Barite sebagai material pemberat
  • Bentonite sebagai pengontrol viscositas
  • CMC HV/LV sebagai pengontrol air filtrate
  • Lignite, Caustilig serta Resinex sebagai control Rheology serta menurunkan water loss
  • KOH sebagai pengontrol pH
  • SAPP sebagai dispersant

 

Oleh: Agung Nurcahyo

 

Advertisements