Kerusakan formasi didefinisikan sebagai proses kerusakan pada formasi yang akan mengurangi produksitivitas suatu lapisan minyak atau gas. Terdapat beberapa alasan untuk mencegah kerusakan formasi yaitu :
- Menurunkan biaya komplesi dan produksi.
- Memaksimumkan cadangan terambil dengan menurukan drawdown dan menurunkan masalah water dan gas coning.
- Menjaga batasan atau barier permeabilitas vertikal dari suatu formasi dengan tidak perlu dilakukan fracturing sehingga menambah efisiensi penyapuan vertikal dan areal untuk primary, secondary dan tertiary recovery.
- Memaksimumkan injektivity untuk operasi injeksi ke formasi.
Penyebab utama kerusakan formasi :
- Kerusakan Mekanis
- Kerusakan Kimiawi
- Kerusakan Biologis
- Kerusakan Thermal
Migrasi dan trap dari serpihan-serpihan insitu dan plugging dari padatan luar formasi merupakan jenis dari kerusakan formasi mekanis yang terjadi selama operasi pemboran overbalance.
Migrasi Serpih
Migrasi serpih terjadi sebagai akibat gesekan fluida yang mengalir dalam formasi dengan batuan sehingga terbentuk serpihan-serpihan batuan. Selanjutnya, serpihan tersebut akan bergerak ke tempat seperti pore throat dari pori batuan untuk memblock dan mengurangi permeabilitas media berpori tersebut. Hal ini dapat terjadi pada operasi pemboran overbalanced dimana terjadi fluid loss yang sangat besar di formasi dengan permeabilitas yang tinggi.
Serpihan-serpihan batuan tersebut dapat berupa material seperti clay, crystalline dolomita, pyrite, anhidrit,dll. Migrasi serpihan ini juga sangat bergantung pada wettabilitas dari batuan. Serpihan akan mudah bermigrasi dalam fasa cairan yang membasahi batuan.
Sebagai contoh, jika formasi adalah water-wet, sedangkan fasa fluida yang ada adalah non wetting, seperti gas atau minyak, fasa fluida tersebut dapat di produksi dengan rate yang cukup tinggi tanpa terjadinya migrasi serpihan karena serpihan batuan tetap akan terperangkap dalam fasa air yang immobile. Tetapi ketika saturasi fasa wetting, atau air cukup besar, seperti saat terjadinya water breakthrough dalam injeksi air, air akan mulai bergerak. Pada kecepatan gerakan fasa air yang cukup tinggi, serpihan mulai bermigrasi dan kemudian akan mengumpul di suatu tempat dan menyebabkan terjadinya pengurangan permeabilitas. Turbulensi aliran juga akan memudahkan terjadinya migrasi serpih.
Pluging Padatan
Padatan-padatan dalam fluida pemboran dapat menyebabkan kerusakan formasi. Padatan seperti weighting agent ( barite dan hematit), fluid loss agent (bentonite dan clay), atau artificial bridging agent untuk memperbaiki sifat fluida loss seperti kalsium karbonat, garam, cellulosic, oil-sluble resin, walnut hulls dan LCM jenis lainnya. Material-material ini akan dapat dengan mudah masuk ke dalam formasi terutama dalam operasi pemboran overbalanced.
Padatan lain yang mungkin adalah pecahan batuan formasi yang hancur akibat proses pemboran. Walaupun padatan-padatan ini sudah berusaha di kontrol di permukaan melalui solid control seperti desander, desilter, namun padatan tersuspensi dengan ukuran 10 hingga 15 micron dalam diameter sangat susah untuk di hilangkan. Padatan ini juga akan terkumpul semakin banyak dalam lubang sumur seiring dengan bartambah lamanya waktu lumpur di dalam lubang.
Kerusakan formasi juga akan bertambah dengan semakin permeabelnya batuan formasi. Plugging padatan ini juga akan sering terjadi pada formasi yang telah pressure depleted. Hal ini dikarenakan plugging yang terjadi pada formasi.
Skin
Skin terbentuk di sekitar lubang sumur. Skin merupakan daerah dari formasi yang mengalami kerusakan maupun perbaikan. Skin berharga positif jika daerah tersebut mengalami kerusakan dan beharga negatif jika daerah tersebut mengalami perbaikan atau stimulasi. Skin yang berharga positif dapat terbentuk baik pada saat pemboran, komplesi maupun saat produksi berlangsung. Fenomena skin ini dapat dilihat pada gambar berikut:
Horner dan Van Everdingen telah menunjukan hubungan penurunan tekanan (pressure drop) di sekitar lubang sumur pada saat sumur tersebut diproduksikan dengan laju dan waktu tertentu. Hubungan tersebut digambarkan dengan persamaan berikut:
Kemudian Van Everdingen memperhitungkan pressure drop tambahan yang disebabkan berkurangnya nilai permeabilitas di sekitar lubang sumur karena adanya kegiatan pemboran, komplesi maupun kegiatan produksi itu sendiri. Persamaan pressure drop di atas menjadi:
Persamaan di atas didapat dengan mengasumsikan permeabilitas yang nilainya berubah sebagai ka dan permeabilitas mula-mula sebagai ke.
Kemudian tambahan pressure drop pada persamaan (3) di atas ditambahkan kedalam persamaan (1), maka:
Bila pesamaan (4) dibandingkan dengan persamaan (2), maka didapatkan:
Skin pun me ngakibatkan penurunan produksi, maka skin pun menjadi masalah keekonomisan dari suatu sumur.