Bagaimana upaya pencegahan loss sirkulasi dan teknik penyumbatannya?

Loss circulation merupakan salah satu masalah yang sering terjadi dalam operasi pemboran. Bagaimana upaya untuk mencegah terjadinya loss circulation dan bagaimana teknik penyumbatannya apabila loss circulation terjadi?

UPAYA PENCEGAHAN LOSS CIRCULATION

Pengamatan menunjukkan bahwa sekitar 50% dari hilang lumpur terjadi karena induced fracture . Dalam hal ini, hilang lumpur dapat terjadi dimana-mana. Dengan demikian pencegahan lebih murah daripada mengatasi hilangnya lumpur bila sudah terjadi. Beberapa hal yang perlu diingat untuk pencegahan adalah memperhatikan densitas, gel strenght dan viskositas, menurunkan tekanan pompa dan mengangkat rangkaian pipa bor.

  • Berat Lumpur
    Berat lumpur perlu dijaga agar tetap minimum, sekedar mampu mengimbangi tekanan formasi. Serbuk bor yang ada di annulus juga mengakibatkan penambahan berat lumpur. Jadi pembersihan lubang bor memegang peranan penting.

  • Viskositas dan Gel Strenght
    Gel strenght juga dijaga agar tetap kecil. Gel strenght yang besar memerlukan tenaga yang besar pula untuk memecahkan gel tersebut, yang justru apabila tidak berhati-hati dapat mengakibatkan pecahnya formasi. Viskositas dijaga agar tidak terlalu tinggi, karena akan menyebabkan pressure surge yang berhubungan dengan loss sirkulasi. Disarankan agar rotary table digerakkan dulu sebelum menjalankan pompa, dan menjalankan pompa secara perlahan.

    • Pada waktu masuk pahat, agar dihindari terjadinya “ pressure surge ” untuk mencegah pecahnya formasi. Juga pada saat mencabut pahat agar dihindari dari terjadinya swab .

    • Memakai lumpur yang baik, stabil. Hal ini dapat mengurangi pengaruh negatif lumpur, seperti caving, sloughing, dan bridging.

    • Bila diperkirakan akan terjadi hilang lumpur, lumpur dapat ditambah dulu dengan bahan penyumbat ( lost circulating material ) yang lembut, misalnya 5 lbs/bbl walnut shell, mica . Bahan penyumbat yang lembut ini dapat disirkulasikan dengan lumpur dan dapat lewat mud screen.

  • Menurunkan Tekanan Pompa
    Walaupun pompa mempunyai daya yang kuat, pompa tidak boleh memompakan lumpur dengan daya yang sangat besar karena fomasi bisa pecah sehingga lumpur masuk ke dalam formasi. Minimum tekanan pompa yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah dari kehilangan tekanan di permukaan, di dalam pipa, di bit dan di annulus. Semakin besar tekanan pompa semakin besar daya tumbukan yang ditimbulkan.

  • Menurunkan dan Mengangkat Rangkaian Pipa Bor Secara Perlahan
    Pada waktu menurunkan rangkaian pipa bor/pahat kedalam lubang bor hendaknya dilakukan secara perlahan agar terhindar dari surge effect untuk mencegah formasi pecah, begitu juga dengan pengangkatan rangkaian agar menghindari efek swabbing .

TEKNIK UNTUK MENGATASI LOSS CIRCULATION

Cara mengatasi hilang lumpur ini sangat berbeda dengan yang lain, tergantung dari sebab-sebab, sifat-sifat formasi dan lain sebagainya. Hilang lumpur dapat diatasi dengan teknik penyumbatan atau dengan teknik penyemenan.

Teknik Penyumbatan
Dalam menghadapi loss sirkulasi ini dipakai bahan penyumbat. Dimana bahan penyumbat dapat terdiri dari lost circulation material (LCM) serta bahan-bahan khusus. Loss sirkulasi material dapat dibagi dalam tiga jenis, yaitu :

  • Material Fibrous
    Material fibrous terdiri dari kapas kasar, serat rami, serat kayu, leather flock, fiber seal, dan chip seal. Material jenis ini umumnya sedikit kaku dan cenderung memaksa masuk ke dalam rekahan yang besar. Jika lumpur mengandung konsentrasi yang cukup tinggi dari material fibrous , kemudian dipompakan masuk ke dalam lubang bor, maka timbul tahanan gesekan yang cukup besar akan berkembang dan berfungsi sebagai penyumbat aliran.

  • Material Flakes
    Material flakes terdiri dari mika (halus dan kasar), vermicullite dan kwik seal (kombinasi serabut dan keping – kepingan). Material ini apabila disirkulasikan ke dalam lubang bor akan terletak melintang lurus di muka formasi, dan selanjutnya akan menutup rekahan yang ada. Jika cukup kuat dalam menahan tekanan kolom lumpur, maka material ini akan membentuk filter cake yang luas dan kompak, tetapi apabila tidak cukup kuat menahan tekanan kolom lumpur, maka material ini akan terdorong masuk ke dalam formasi.

  • Material Granular
    Material granular terdiri dari nut plug, tuff plug , kulit kelapa sawit dan lain sebagainya. Dari hasil tes pengaruh konsentrasi loss circulation material terhadap besarnya fracture yang berhasil disumbat (ditutup), maka material granular adalah yang terbaik. Besarnya ukuran dari rekahan yang dapat disumbat oleh material jenis granular adalah lebih besar jika dibandingkan dari jenis loss circulation material lainnya. Perlu diketahui bahwa dalam penggunaan loss circulation material (LCM) ini dapat dikombinasikan dari berbagai jenis dan ukurannya (dari yang lembut, sedang dan kasar).

Adapun keuntungan dari penyumbatan dengan menggunakan loss circulation material adalah :

  • Membentuk lebih banyak permanen bridge di dalam formasi yang rekah

  • Material penyumbat tidak mudah tererosi oleh adanya pergerakan fluida dan pipa di dalam lubang bor.

Teknik penyumbatan dengan menggunakan loss circulation material ini dapat digunakan untuk semua jenis zona loss, terutama untuk seepage lost, partial lost dan complete lost. Ada berbagai macam material yang tersedia yang digunakan untuk menyumbat zona loss sebagai additive.

  • Teknik Penyumbatan Seepage Loss
    Seepage loss adalah bila hilang lumpur dalam jumlah yang relatif kecil.

    Usaha-usaha yang dapat dilakukan :

    • Pengeboran dilanjutkan terus dengan mengurangi densitas

    • Apabila diperlukan dapat ditambahkan bahan penyumbat yang halus sekitar 5 lbs/bbl lumpur melalui mud screen.

    • Apabila belum berhasil, pahat diangkat beberapa ft diatas tempat terjadinya loss lalu ditunggu walaupun sirkulasi dihentikan sementara, dengan harapan serbuk bor dapat menyumbat.

      • Selama melakukan kegiatan tersebut agar berhati-hati terhadap pengaruh pressure surge dan mengurangi tekanan pompa yang terlu besar.
  • Teknik Penyumbatan Partial Loss
    Apabila terjadi partial loss , yaitu hilang lumpur yang relatif besar atau hilang lumpur sebagian besar dari volume lumpur total. Maka usaha-usaha yang dapat dilakukan adalah :

    • Mengurangi berat lumpur, tekanan pompa dan menunggu periode pengeboran selanjutnya.

    • Dapat dilakukan dengan menambahkan bahan penyumbat

    • Bahan penyumbat disiapkan. Bahan ini dapat terbuat dari berbagai macam jenis serta ukuran, kira-kira sebanyak 25-35 lb/bbl dan menyiapkan lumpur khusus untuk membawa bahan-bahan tersebut sebanyak 200 bbl dan di sirkulasikan. Apabila hilang lumpur semakin banyak, maka jumlah dan ukuran bahan penyumbat dapat ditambahkan. Pemompaan bahan itu dilakukan ketika bahan penyumbat sekitar pahat. Jika tidak berhasil, maka dapat diulangi sampai sirkulasi kembali normal.

    Jika cara diatas belum bisa mengatasi loss maka dapat dilakukan dengan memakai “ High Filter Loss Slurry ” dengan contoh komposisi sebagai berikut :

    • 100 bbl air, 1/4 -1 lbs/bbl kapur, 50 lbs/bbl diatomaseus eart (diesel D, Haliburton), 15-30 lbs/bbl salt gel untuk viskositas.

    • Campuran bahan penyumbat, misalnya 8 lbs coarse granular, 4 lbs medium fiber, 1 lbs fine fiber, 33 lbs coarse cellopane, untuk tiap bbl lumpur.

    • Kemudian rangkaian pipa bor dan pahat diturunkan (dapat pula tanpa menggunakan bit) sampai diatas tempat hilang lumpur. Selanjutnya slurry dipompakan dengan rate 2-4 bbl/menit sampai lubang bor penuh, jika sudah penuh maka ram ditutup dan annulus ditekan dengan tekanan maksimum sebesar 500 psi, tunggu sampai mengeras.

  • Teknik Penyumbatan Total Loss
    Apabila terjadi total loss berarti terjadi pengurangan tekanan hidrostatik dan lumpur, maka hal ini karena bisa berbahaya untuk proses pengeboran selanjutnya. Usaha yang kita lakukan adalah dengan pemboran blind drilling merupakan melakukan pemboran tanpa sirkulasi balik, hal ini sangat sulit karena lumpur tidak sampai permukaan akibat dari zona hilang sirkulasi.

    Kita dapat melakukan pemboran tanpa sirkulasi balik ( blind drilling ). Namun hal ini sangat berbahaya, dan harus disiapkan dulu segala sesuatunya untuk setiap saat menutup sumur dan melakukan semen plug bila terjadi semburan liar. Banyak sumur-sumur dibor dengan interval ratusan meter pada saat keadaan total loss.

    Ada beberapa teknik khusus yang dibutuhkan untuk mencegah formasi runtuh dan terhindar dari pipa terjepit. Resiko yang paling berbahaya adalah ketika terjadi partial loss, yang mana velocity annulus yang rendah yang berada diatas zona loss tidak cukup baik untuk pembersihan lubang. Maka biasanya dilakukan Hi-Vis Sweeps/spot lumpur berat untuk mengurangi resiko tersebut. Ketika total loss, pemompaan air dengan rate yang tinggi ke annulus akan membersihkan cutting dari wellbore, mencegah pipa terjepit, dan memberikan tekanan yang positif untuk menahan zona yang lemah dari runtuh.

Selain itu, untuk mengatasi loss circulation dapat digunakan bahan-bahan khusus seperti high filter lost slurry , bentonite diesel oil slurry, dan bentonite diesel oil semen slurry serta semen. Adapun penggunaan bahan-bahan ini untuk mengatasi semua jenis zona loss, terutama untuk partial loss dan total loss .

Untuk partial loss , apabila tidak dapat diatasi dengan menggunakan loss sirkulasi material, maka dapat diatasi dengan memakai high filter lost slurry . Rangkaian pahat dan pipa bor diturunkan hingga diatas tempat dimana lumpur hilang, lalu slurry tersebut dipompakan ke dalam lubang bor dengan rate kira-kira 2 – 4 bbl/menit hingga menutup tempat loss cierculation tersebut. Apabila lokasi loss sudah dipenuhi dengan slurry, kemudian ditunggu beberapa menit sampai LCM membeku di lokasi loss. Setelahnya ram segera ditutup dan annulus ditekan dengan tekanan sebesar 500 psi untuk meyakinkan bahwa slurry telah mengeras dan selanjutnya pengeboran dapat dilanjutkan.

Problem total loss ditunjukkan dengan tidak kembalinya sirkulasi lumpur ke permukaan, sehingga permukaan mud pit akan terus menurun. Cara mengatasinya dengan mensirkulasikan high filter lost slurry atau memakai soft plug yaitu, bentonite diesel oil (BDO) plug, bentonie diesel oil semen (BDOC) plug, bentonite semen.

Ketika zona loss tidak dapat disumbat dengan LCM, cara lain yang mungkin dilakukan adalah dengan melakukan plug. Beberapa pilihan dan teknik telah tersedia, akan tetapi dibeberapa kasus tetap saja membutuhkan perkiraan kedalaman loss yang akurat sebelum melakukan plug. Spinner survey, radioaktif tracers, dan temperatur survey yang sering digunakan untuk mengetahui kedalaman zona loss. Dalam memilih plug dapat diklasifikasikan yaitu soft, medium dan hard.

Berikut adalah jenis-jenis plug :

  • Soft plug :
    DIASEAL M squeeze, Attapulgite squeeze

  • Medium plug :
    Bentonite-diesel oil squeeze ( gunk ), semen- bentonite-diesel oil squeeze, invert, bentonite-diesel oil squeeze .

  • Hard plug :
    Semen, Barit (tergantung filtrat yang menghasilkan plug yang kuat)

Berikut adalah contoh campuran material dari beberapa campuran plug diatas :

  • Bentonite-diesel oil (10 bbl -11 lb/gal ) : 7.5 bbl diesel oil , 21 sack bentonite , 50 lb coarse mica , 50 lb fine mica , 10 lb fiber . (densitas dapat dinaikkan dengan menambahkan barit)

  • Semen- bentonite-diesel oil ( 10 bbl -11,2 lb/gal ) : 6,75 bbl diesel oil , 13 sack bentonite , 13,5 sack semen, LCM seperlunya. (densitas dapat dinaikkan dengan penambahan barite)

  • Invert bentonite-diesel oil (10 bbl -16,4 lb/gal ) : 5,9 bbl air, 10 lb caustic soda , 5 lb chrome-lignosulfonat , 32,5 sack organik, amine-treated bentonite ( olephilic ), 30 sack barite (campur terlebih dahulu caustic dan lignosulfonat kedalam air, kemudian tambahkan oleophilic bentonite dan terakhir tambahkan barite )

Teknik Penyemenan

Apabila penanggulangan masalah loss circulation ternyata tidak berhasil maka untuk mengatasinya dapat kita lakukan dengan penyemenan. Program penyemenan ini dapat dikerjakan disemua zona loss. Cara mengatasi problem loss circulation dengan penyemenan menggunakan prinsip keseimbangan kolom fluida, caranya adalah sebagai berikut :

  • Mengangkat pahat dan mengukur statik mud levelnya.

  • Menempatkan sementing sub pada drill pipe (dp) dan memilih jenis slurry semen yang sesuai dengan zona loss.

  • Menentukan tempat hilang lumpur.

  • Memasukkan drill pipe dan cementing sub kedalam lubang bor dimana cementing sub terletak kira-kira 50 ft diatas zona loss dan memompakan semen slurry kedalam annulus , ditunggu 5 menit dengan pompa dimatikan.

  • Terakhir, sisa campuran semen disirkulasikan dengan kecepatan 10 lb/menit dengan lumpur secukupnya.