OIl & Gas Drilling Problem

DRILLING PROBLEM

Secara garis besar  ada empat macam. Tetapi dalam hal ini Akan dibahas enam macam problem pemboran, 4 point pertama merupakan problem yang sering terjadi selama pemboran.

1. Problem Well Control yang berhubungan dengan kick/blow out,

2. Loss sirkulasi

3. Stuck pipe

4. Shale Problem

5. Benda asing Jatuh

6. Aliran Plastis batuan

7. H2S problem

6.1.  PROBLEM WELL CONTROL

Problem well control sangan erat hubungannya dengan tekanan formasi yang melebihi normal ( abnormal)

Dimana tekanannya lebih besar dari kolom fluida formasi pada umumnya, yang biasanya diambil air asin. Hal tersebut karena pambentukan /pengendapan sediment pada umumnya terjadi di lingkungan laut. Pementauan dan perhitungan tekanan abnormal akan membantu dalam menentukan berat Lumpur yang sesuai untuk mengontrol lubang sumur dan mencegah terjadinya blow out.

Zona tekanan tinggi terdapat pada banyak batuan sediment. Sedimentasi yang cepat mengakibatkan kandungan air dalam sediment tidak sempat keluar. Sejak batuan terbentuk dan tekanan beban bertambah, maka akan menambah kontak antara butiran. Dan sejak batuan tidak mampu dikompaksi serta makin bertambah luas kontak karena air tidak mampu dikeluarkan, sehingga air juga menanggung tekanan over burden di atas beban normal. Apabila ini terjadi maka tekanan fluida formasi akan sangat tinggi .

Banyak eknik untuk mamantau dan menghitung tekanan tinggi. Beberapa diantaranya tertera pada table

Metoda yang terpenting untuk mengontrol lobang br adalah metoda yang dipakai saat pemboran berlangsung.

6.1.1. PARAMETER  TEKANAN  TINGGI

1.       Korelasi Log Listrik

2.       Bila terdapat data sumur acuan berjarak 1 mil atau kurang, dan tidak dijumpai patahan, maka cara ini dianggap yang terbaik dan teryakin

3.       Kecepatan Pemboran (ROP)

·     variable lain konstan, kenaikan kecepatan laju bor ( ROP )  50 – 100 %, 

·     menunjukkan adanya

·     kenaikan tekanan formasi ( dengan menggunakan treecone bit )

4.       Berat Jenis Shale ( Shale Density )

·         Turunnya berat jenis shale 0.05 – 0.1 gr/cc dari garis normal menunjukkan kenaikan tekanan formasi.

·         Kandunga gas pada Lumpur menunjukkan kenaikan tek formasi.

5.       Beberap kenaikan yang terjadi mengikuti :

§ Background Gas : dua atau beberapa kalinya kenaikan background gas .

§ Connection Gas : 5 (lima) kali sampai 10 (sepuluh) kali dari normal background gas 

§ Trip Gas : lebih dari 5 kali kandungan gas sebelumnya

6.       Chloride harus diamati pda saat masuk dan keluarnya dari lobang bor. Pada kenaikan yang mencolok ( 100 – 300 ppm ) menunjukan gejala kenaikan tek formasi.

7.       Temperatur, Kenaikan gradient temperature (  degF/100 ft) apabila mendekati tek tinggi. Secara teoritis perubahan temperartur flow line dipakai sebagai pelengkap pada pemboran formasi pada tekanan tinggi. Walaupn demikian hal ini sangat sulit untuk diamati karena banyaknya variable yang berpengaruh

7.       Dc_Exponent, Plot DC_Exponent pada grafik semilog dapat menunjukkan perubahan tekanan formasi sesuai dengan arah trend pengeplotan.

       

                                                               

(Metode Penanggulangan Well Kick …………………………………..lihat Bab V)

6.2.         HILANG SIRKULASI ( LOSS CIRCULATION )

Hilang Sirkulasi ( Loss circulation ) adalah hilangnya sebagian atau semua lumpur  yang mengalir dalam sirkulasinya da masuk formasi.  Dalam hal ini ada 2 macam  yaitu

1. Partial Loss adalah hilangnya sebagian Lumpur saat sirkulasi, masih ada aliran Lumpur yang keluar flow line.
2. Total Loss adalah hlangnya semua Lumpur saat sirkulasi masuk ke formasi, tidak ada aliran Lumpur keluar flow line saat sirkulasi.

6.2.1. ANALISA PENYEBAB HILANG SIRKULASI

Hilang sirkulasi dapat dideteksi dengan:

1. Mengamati ketinggian Lumpur di pit ( pit level) secara periodik 

2. Mengamati aliran Lumpur di flow line  ( flow out sensor  )

3. Penurunan  tekanan pompa (SPP)

Ketika terjadi hilang sirkulasi (Loss), kurangi rate pemompaan dan tentukan kedalaman zona loss dan jenis nya.

Jenis zona loss adalah:

1. Formasi dengan Permeabilitas besar

Pada batupasir lose, gravels dan carbonat dapat memiliki permeabilitas besar ( lebih dari 10 darcy). Vugular limestone juga potensi untuk terjadi loss.

2. Rekah alami dan rekah buatan

       dapat terjadi pada batuan apa saja, dengan arah horizontal maupun     

       vertical.

3. Zona gerowong

Biasanya ditemukan pada libestone (batugamping) dapat diketahui ketika rangkaian turun beberapa feet / inch dari zona loss.

 Bahan untuk Antisipasi Kehilangan Sirkulasi

1. Mica fine / medium / coarse
2. Kwik seal
3. Nut Plug fine / medium / coarse
4. Mud fiber
5. Baracarb ( CaCO3)

Untuk zona loss yang merupakan zona prospek, penanggulangan loss dengan bahan natural ( natural LCM ) mis : nut fiber, CaCO3 ( untuk litologi batugamping )

6.2.2. PENANGANAN / PERAWATAN HILANG SIRKULASI

Penanganan / perawatan kehilangan sirkulasi memerlukan analisa jenis loss sehingga metode yang sesuai dapat ditrapkan. Sering rekah buatan tidak terjadi di daerah dangkal, tetapi pada formasi yang lunak dapat terjadi rekah ketika berat Lumpur dinaikkan. Jenis zona loss dapat ditentukan dari lithology ( master log ) atau dari log wireline.

1. REKOMENDASI UMUM

·         Kurangi berat Lumpur dengan memperhatikan tekanan formasi

·         Perlakuan sifat Lumpur dengan menurunkan tekanan surge dengan Yp dan Gel strength dan ECD dengan menurunkan SPM pemompaan

·         Jika loss sensitive dengan overbalance, jangan menyumbat rangkaian pipa dengan sumbat yang berat ( pump slug dengan Sg yang tidak terlalu berat ) sebelum trip.

·         Meminimalkan tekanan surge saat masuk rangkaian dengan mengurangi “running speed”

·         Minimalkan jumlah drill collar dan stabilizer setelah bit dijalankan, naikkan ukuran pahat jet untuk disesuikan dengan LCM coarse.

·         Jangan cabut rangkaian dari lobang jika tinggi annulus jauh dari pandangan. Gunakan LCM untuk mengembalikannya.

2. LCM PILLS

Pedoman ini telah disiapkan untuk meminimalkan timbulnya kehilangan sirkulasi dan penanganan terhadap rembesan dari 25 hingga 50 bls per jam.

·         Ketika menggunakan pil LCM harus diletakkan di daerah zona loss, pipa pemboran ditarik diatas pil dan srkulasikan secara perlahan dengan menggunakan air atau Lumpur awal.

·         Jika loss disebabkan  pack off , POOH di atas pack off atau jika diperlukan sampai ke shoe, lakukan kembali sirkulasi, bersihkan dari bawah dan lanjutkan pemboran. Jika terjadi loss lagi, tempatkan LCM pil sebelum POOH hingga ke shoe. Jika tidak dapat di sirkulasi, tutup hidrill tekan.

·         Sebelum dilakukan pemboran di atas zona loss, 100 bbls pil terdiri 40 – 60 ppb campuran dari beberapa jenis dan kelas LCM di lokasi, harus disiapkan mulai dari Lumpur yang sedang dipakai  dan siap untuk digunakan.

·         Untuk loss yang besar dipertimbangkan untuk menggunakan silica gel atau penyumbatan dengan semen  ( magnaplus cement  semacam gel ) 

3.  GUNK PILLS 

·         Gunk pill disiapkan sebanyak 300 ppb bentonita dalam minyak diesel, umumnya menggunakan jet pencampur pada unit penyemenan. Dengan pengaturan jarak sebanyak 5 bbls sebelum dan sesudah pill, dipompakan sampai bentonite/minyak tercampur di pahat, kemudian fluida berbasis Lumpur/air dipompakan ke dalam annulus sehingga terjadi pencampuran yang sangat kental dan dapat menutup pori.

·         Gunk pill harus digunakan secara hati-hati, karena dapat terjadi pengendapan dari campuran selama di rangkaian pipa jika terjadi kontaminasi air pada saat  pencampuran. Waktu persiapan harus dipertimbangkan karena kebutuhan untuk pembilasan peralatan pencampur dan rangkaian dengan diesel

·         Umumnya gunk pill sebanyak 30-50 barrels disiapkan dan digunakan hanya bila cara lain telah gagal. Variasi dari gunk adalah semen/bentinote/diesel yang digunakan sebagai langkah akhir.

 

4. SODIUM SILICATE

·         Pill Sodium Silicate disiapkan dan dipompakan dengan urutan sebagai berikut

                                -. 50 bbls 10% calcium chloride brine

                                -. 5 bbls Fresh Water

                                -. 50 bbls Sodium Silicate

                                -. 5 bbls Fresh Water

·         Jumlah tepatnya dapat bervariasi ,bagaimanapun, pill dalam jumlah yang lebih besar mempunyai kemungkinan lebih banyak berhasil.

·         Ketika calcium chloride brine dan Sodium silicate bercampur dalam zona loss, brine memicu reaksi dimana sodium silicate menjadi keras sehingga menjadi penyumbat.

·         Jika loss terlalu besar, ini bias menghambat pencampuran tersebut sehingga tidak efektif

·         Lakukan cement plug

6.2.3. PENAGGULANGAN LOSS

Jika terjadi hilang  sirkulasi (loss circulation), cara mengatasi :

·         Stop bor, angkat kelly sampai tool joint di atas rotary table, lakukan penamatan sumur

Amati penurunan cairan di annulus hitung rate hilang Lumpur.

·         Bila rate hilang umpur (loss) kecil – kurang dari 200 l/min

-. Tambahkan LCM ke dalam system dengan konsentrasi cukup dibarengi 

    penyrynan Sg    

    Lumpur sampai batas yang direkomendasikan.

                     -. Lanjut bor dengan LCM tetap di dalam system, Lumpur keluar jangan

                         melewati screen

·         Jika rate hilang Lumpur (loos) besar  -- bebih dari 200 l/min

-. Pompakan LCM ukuran coarse ( rekomendasi dari DD engineer/MWD engineer jika 

    directional drill ) tempatkan sampai mengcover zona loss beberapa m

-. Cabut rangkaian sampai shoe ( Lumpur dalam lobang dijaga selalu penuh )

-. Diamkan dan amati level cairan Lumpur di annulus.

-. Jika masih ada loss, ulangi langkah-langkah di atas.

-. Masuk rangkaian kembali dan coba sirkulasi dengan SPM rendah, jika tak ada loss,  

    pelan secara bertahap SPM ditambah

Catatan:

 Hati-hati terhadap daerah bertekanan ( pengisian lobang harus terus-menerus ), jika tidak ada jalan lain, lakukan penyemanan sumbat lewat pahat.   Jika level Lumpur dalam annulus masih bias diimbangi dengan pengisian Lumpur, Cabut pipa sampai permukaan ganti rangk. open ended dan lakukan penyemenan sumbat (cement plug ).

6.2.4. PROSEDUR PENANGANAN  BDO / BDOC / BDO2C PLUG

·         Blind drill bila tidak ada zona bertekanan tinggi dan merupakan trayek terakhir.

·         Pre job safety meeting

·         UJi tekan saluran permukaan sampai 1000 psi  diatas tekanan kerja pemompaan

·         Pompakan 5 bbls Diesel Oil pendahuluan, untuk sumur dalam gunakan 10 bls diesel oil

·         Aduk dan pompakan bubur BDO / BDOC / BDO2C

·         Pompakan 5 bbls Diesel Oil belakang

·         Dorong dengan Lumpur

·         Jika pada saat pendorongan (displace ) tidak ada aliran balik, maka secara terus menerus ppompakan Lumpur melalui annulus, agar annulus tetap terisi  oleh Lumpur (unruk menjaga tekanan hidrostatis di annulus)

·         Pada saat diesel oil pendahuluan mencapai ujung bawah Drill pipe, Tutup BOP dan pompakan Lumpur dengan laju alir  1/3 dari laju alir pendorongan.

·         Sumbat BDO/BDOC/BDO2C didorong hingga 8 meter di bawah DP

·         Buang tekanan dan cabut rangkaian pipa penyemenan

·         Mulai sirkulasi dan amati kolom cairan.

Catatan :

·         BDO ( campuran 1 sak bentonita + Diesel Oil ), Sg=1.5

·         BDOC ( campuran 1 sak bentonite + 1 sak semen + Diesel Oil ), Sg = 1.5

·         BDO2C ( campuran 1 sak bentonite + 2 sak semen + Diesel Oil ), Sg = 1.5

      Pelaksanaan harus hati-hati agar BDO todak kontak dengan air selama proses pemompaan.

6.3.  PIPA TERJEPIT ( STUCK PIPE )

Meskipun ada lebih dari 20 macam penyebab terjepitnya rangkaian pipa, tetapi hanya ada  3 ( tiga) mekanisme yang menyebabkan gaya mekanik untuk menjepit rangkaian pipa. Ketiga mekanisme tersebut adalah pack-off / bridge , Differential Force  dan  wellbore Geometry.

Problem terjepitnya pipa yang umum terjadi dari ketiga mekanisme tersebut diatas dapat dibagi atas :

1.    Differential Pipe Sticking

2.    Key Seating

3.    Sloughing Shale

4.    Benda asing Jatuh ke dalam lobang bor

5.    Aliran Plastic Batuan

6.3.1. DIFFERENTIAL STICKING

Differential pipa sticking adalah kejadian menempelnya rangkaian pipa pada salah satu sisi dinding lobang. Hal tersebut disebabkan adanya perbedaan antara tekanan lum[pur dan tekanan formasi yang permeable. Indikasi Terjadinya differential pipa sticking ditandai dengan tidak dapatnya rangkaian diputar dan digerakkan, tetapi sirkulasi masih dapat dilakukan normal.

1. PENANGANAN

• Setelah diketahui gejala terjadinya differential sticking, segera pasang Kelly atau top drive. Bila BHA dipasang jar, lakukan JAR DOWN. Lakukan torsi kanan pada saat menurunkan rangkaian atau jar down.
• Lakukan Work on pipe sambil sirkulasi
• Bila pada point 1 dan 2 tidak berhasil, tentukan titik jepit dengan menggunakan rumus pada hal       .
• Bila menggunakan Lumpur  WBM, rendam rangkaian dengan freepipe agent pada daerah jepitan untuk menghancurkan mud cake, sehingga mengurang luas kontak pipa dengan dinding. Lama perendaman tergantung product yang digunakan
• Setelah pipa bebas, lakukan sirkulasi untuk membuang sisa pree pipe agent yang terdapat dalam lobang. Usahakan rangkaian tetap bergerak dan berputar. Lakukan reaming dan back reaming sekitar daerah permeable.

2. TINDAKAN PENCEGAHAN

• Gunakan Lumpur dengan filtrate loss yang kecil, sehingga mud cake lebih tipis
• Gunakan Sg Lumpur dengan minimal safe overbalance, sehingga memperkecil perbedaan tekanan hidrostatik dengan tekanan formasi dalam lobang.
• Usahakan rangkaian tidak terlalu lama diam saat koneksi ,  survey atau jika ada kerusakan pompa / rig equipment.  Putar rangkaian pelan-pelan atau turun naik rangkaian.
• Gunakan lebih sedikit DC dan memperbanyak rangkaian HWDP. Bila DC tidak dapat digantikan, pakai DC spiral .
• Jika memungkinkan isolasi daerah depleted dengan selubung ( casing ).

6.3.2. KEY SEATING

Key seating adalah proses terjadinya alur pada salah satu sisi lobang bor akibat selalu menempelnya rangkaian  ( side loading ) pada dinding sumur. Key seating umumnya disebabkan oleg dogleg, kick off point, perubahan sudut kemiringan dan arah. Alur ini berukuran sama dengan diameter pipa dan jika semakin dalam, dapat mengakibatkan pipa terjepit pada tool joint atau stabilizer.

Key set sticking umumnya terjadi saat cabut rangkaian pipa, yang ditunjukkan dengan adanya “over pull” tetapi sirkulasi tetap normal dan pipa masih dapat diputar.

1. PENANGANAN

• Bila terjadi gejala over pull lebih dari 15 Ton, hentikan pencabutan  pipa , dan turunkan kembali rangkaian pipa.
• Bila rangkaian tidak terjepit dan dapat diturunkan, lakukan

             -. Pasang Kelly / top drive

             -. Break srkulasi dan angkat rangkaian pelan-pelan sasmpai daerah key

                seat.

             -. Beri tarikan  / over pull 5000 psi

             -. Pasang slip dan putar sambil angkat rangkaian secara perlahan untuk

                melewatkan BHA   

                melalui bagian diameter lubang yang lebih besar . Untuk formasi yang

                lunak, masih

                mungkin menghilangkan key seating dengan menggunakan bagian atas

                (top) BHA usaha

                menghilangkan key seat akan lebih efektif bila menggunakan stabilizer

                atau reamer / key

                seat wiper

• Bila rangkaian terjepit dan tidak dapat diturunkan, lakukan :

                     -. Pasang Kelly atau top drive

                     -. Lakukan JAR DOWN ( bila BHA menggunakan Jar )

Catatan :

Bila Ikan (fish) tertahan di daerah key seat, turunkan rangkaian  (ikan ) dengan riding overshot sampai ke dasar lobang untuk mencegah agar ikan tidak terlepas pada saat dilakukan wash over. Perlu diketahui bahwa lokasi  titik jepit terkadang berpindah keatas seiring dengan waktu.

6.4. PROBLEM SHALE

Problem ini kebanyakan disebabkan oleh sifat shale yang reaktif terhadat efek kimia Lumpur. Secara mekanis dapat juga disebabkan karena takanan formasi pada shale yang melebihi tekanan hidrostatis Lumpur.

6.4.1 SLOUGHING SHALE

Sloughing shale adalah peristiwa kerusakan shale akibat hidrasi. Akibat lebih lanjut shale menjadi rontok/gugur yang berakibat mengganggu proses pengeboran. Lebih disebabkan pengaruh kimiawi.

1. PENANGANAN

• Bila terjadi sloughing, dan torsi sudah meningkat/bertambah, hentikan pemboran
• Sirkulasi naikkan debit pompa, sambil turun-naikkan rangkaian pipa.
• Jika serbuk  bor mengakibatkan hambatan aliran Lumpur, cabut rangkaian sampai tempat aman. Jika perlu cabut sampai shoe.
• Naikkan SALINITAS dan KANDUNGAN K+ serta turunkan FILTRAT LOSS ( sirkulasi kondisikan Lumpur. Sampai sloughing shale berhenti
• Lakukan wash down sambil maintain mud property sampai dasar lobang.
•  Lanjutkan bor formasi dengan ROP diperlambat dari sebelumnya.
• Jaga sifat fisik Lumpur, dan gunakan Sg yang sesuai dengan gradient tekanan formasi.

6.4.2. BIT BALLING

Bit balling adalah keadaan dimana pahat terselubung oleh gumpalan serbuk bor. Hal ini terjadi karena kurangnya “Cleaning Action” dari Lumpur yang erat kaitannya dengan sifat Lumpur dan Hydraulic Horse Power (HPP) pada pahat. Pada umumnya terjadi pada formasi clay yang sticky ( lengket  ).

1. INDIKASI

·         Kemajuan pemboran turun, kadang kecil sekali walaupun pahat masih baru

·         Takanan pompa (SPP) naik

·         Bia rangkaian diangkat terjadi awab effect ( gas akan naik setelah sirkulasi b/u sejak mulai pipa diangkat  )

·         Torsi naik

2. LANGKAH PENANGANAN

• Naikkan debit pompa sampai batas maximum yang dibolehkan
• Putar meja dengan putaran maximum yang dibolehkan, sambil work on pipe.
• Turunkan viskositas Lumpur sampai batas yang dibolehkan ssambil tambahkan mud deterjent sampai bit balling hilang yang ditandai dengan tekanan pompa normal dan ROP lebih cepat.
• Jika bit balling tak teratasi, cabut pipa sampai permukaan ( perhatikan swab effect)

Jika terjadi swab effect, cabur sambik sirkulasi.

• Bersihkan pahatm masuk kembali lanjut bor formasi

6.5. BENDA ASING JATUH

Jatuhnya benda asing seperti tong dies, pahat, dll ke dalam lobang bor. Hal ini ditandai dengan adanya torsi tinggi saat pipa diputar, cutting terdapat banyak metal-metal ( gram ). Penanganan tiada lain keciali cabut rangkaian pipa untuk selanjutnya dilakukan fishing job ( pengambilan benda asing yang terjatuh ke dalam sumur).

6.5.1 FISHING JOB

Proses penangkapan benda / peralatan yang tertinggal di dalam lobang sumur yang disebabkan kegagalan suatu pekerjaan. Contoh : Putus pipa, Cone pahat lepas. Dapat juga disebabkan kecerobohan misal jatuh barang ( metal ) ke dalam lobang.

PROSEDUR FISHING

·         Pastikan bentuk ikan

·         Siapkan alat pancing yang cocok dengan bentuk ikan.

·         Ukur dan gambar rangkaian pancing yang masuk

MACAM-MACAM ALAT PANCING (FISHING TOOL )

• Untuk memancing benda-benda kecil ( baut, mur, ball bearing pahat, gigi kunci gigi slip dll )

Dipakai : Junk Basket di pasang diatas pahat saat bor

                Fishing Magnet

• Untuk memancing benda-benda lebih besar ( cone pahat, sample taker, pin kunci  dll )

Dipakai :  Over Shot, Spear, Taper Tap, Die Collar, Wall Hook

                  Jar, safety joint, bumper sub

                  Tool Joint ( dengan atau tanpa guide)

• Untuk memancing Casing, Drill pipe, tubing yang disebabkan putus, patah atau jatuh
• Dipakai : Junk Catcher atau reverse circulating junk basket.

Catatan: untk memastikan bentuk dan posisi ikan ( fish ), masuk cap timah ( impression block )

6.6. ALIRAN PLASTIC BATUAN

Aliran plastic batuan dapat terjadi karena adanya aliran/pergerakan garam atau batuan karena tekanan formasi di sekitar lobang pemboran ( fault / sesar ).