Metode Pengeboran Eksplorasi

a.    Pemboran Eksplorasi

Suatu aktivitas vital baik dalam pengambilan sample maupun pemboran produksi. Tujuan dari kegiatan pemboran ini ada bermacam-macam, pemboran tidak saja dilakukan dalam industri pertambangan tetapi juga untuk bidang-bidang lain. Pemboran jugak yang di lakukan untuk membuktikan ada tidaknya hidrokarbon serta untuk mendapatkan data-data bawah permukaan sebanyak mungkin.

Tujuan: Membuktikan adanya hidrokarbon (HC) mendapatkan data bawah permukaan sebanyak mungkin.

Langkah-langkah :

-Pembuatan rencana pemboran : titik koordinat, elevasi, perkiraan lithology dan tekanan formasi, program lumpur, konstruksi sumur, program coring, analisa cutting, logging, dan testing.

-Persiapan pemboran : pembuatan jalan, jembatan, pemilihan menara bor dan peralatan yang sesuai, pemasangan alat pembantu (jaringan telekomunikasi, air, listrik, dsb), perhitungan perkiraan biaya pemboran.

-Pemboran eksplorasi sekaligus mengumpulkan data-data formasi melalui coring dan pemeriksaan cutting.

b.   Pemboran Deliniasi

Pemboran sumur deliniasi (masih termasuk kegiatan eksplorasi) adalah untuk menentukan batas pinggir suatu reservoir, Sumur deliniasi yang benar tentu akan menemukan hydrokarbon dalam jumlah "sedikit sekali", karena sudah merupakan pinggiran reservoir.

Tujuan :

-Menentukan batas-batas reservoir.

-Menentukan bentuk struktur reservoir.

-Menentukan batas GOC dan WOC.

Langkah-langkah :

-Pemboran deliniasi biasanya 3 atau 4 buah sumur masing-masing di sebelah Utara, Selatan, Timur dan Barat dari antiklinalnya.

-Analisa data.

-Perhitungan perkiraan besarnya cadangan dengan metoda volumetric.

-Perencanaan jumlah dan letak sumur pengembangan yang harus di bor untuk mengeksploitasi lapisan tersebut.

c.    Pemboran pengembangan

Pemboran sumur yang akan di fungsikan sebagai sumur-sumur produksi.

Tujuan :

- Memperjelas dan mempertajam hasil pemboran sebelumnya.

- Mengetahui rate produksi.

- Mengetahui kumulatif produksi.

- Test produksi dengan Drill Steam Test (DST) dan survey lubang bor dengan logging.

Langkah-langkah Pemboran :

- Perencanaan dan persiapan pemboran.

-  Pemboran sumur-sumur pengembangan.

- Penyelesaian sumur-sumur pengembangan.

- Perencanaan dan persiapan pemasangan fasilitas produksi, dsb.

- Kegiatan memproduksi dan transportasi.

- Proses Pemboran Eksplorasi

Proses pemboran eksplorasi disini dilakukan terhadap pemboran sumur dilakukan dengan mengkombinasikan putaran dan tekanan pada mata bor. Pada pemboran konvensional, seluruh pipa bor diputar dari atas permukaan oleh alat yang disebut turntable. Turntable ini diputar oleh mesin diesel, baik secara elektrik ataupun transmisi mekanikal. Dengan berputar, roda gerigi di mata bor akan menggali bebatuan. Daya dorong mata bor diperoleh dari berat pipa bor. Semakin dalam sumur dibor, semakin banyak pipa bor yang dipakai dan disambung satu persatu. Selama pemboran lumpur dipompakan dari pompa lumpur masuk melalui dalam pipa bor ke bawah menuju mata bor. Nosel di mata bor akan menginjeksikan lumpur tadi keluar dengan kecepatan tinggi yang akan membantu menggali bebatuan. Kemudian lumpur naik kembali ke permukaan lewat annulus, yaitu celah antara lubang sumur dan pipa bor, membawa cutting hasil pemboran.

Gambar Mekanisme mata bor pada saat pemboran sumur.

- Pemboran Putar Hidraulik

Mekanisme pemboran dengan metode pemboran putar – hidraulik tipe spindle adalah dengan mengandalkan putaran oleh mesin penggerak yang ditranmisikan melalui tali kipas maupun dengan gigi yaitu dengan mengkombinasikan antara tekanan hidraulik, beban stang bor, dan putaran. Dengan demikian maka pelaksanaan pemboran memungkinkan menjadi lebih cepat, adapun pun prinsip – prinsipnya yaitu :

1.Lubang dalam formasi dibuat oleh gerakan putar dari pahat untuk mengeruk batuan dan menembus dengan suatu rangkaian batang bor yang berlobang (pipa).

2.Rangkaian pipa bor disambungkan pada mesin sumber penggerak dengan berbagai macam alat transmisi, seperti kelly dan rotary table, chuck ataupun langsung.

3.Sumber penggerak (mesin bensin, diesel dan sebagainya) atau dengan perantaraan kompresor/motor listrik.

4.Pelumas/pendingin (air, lumpur, udara). Cairan pelumas dipompakan lewat pipa, keluar lewat pahar bor kembali lewat lobang bor di luar pipa (casing) atau sebaliknya.

5.Pompa sebagai penggerak/penekan cairan pelumas.

6.Pipa/batang di atas tanah ditahan/diatur dengan menggantungkannya pada suatu menara/derrick dengan sistem katrol atau dipandu lewat suatu rak (rack) untuk keperluan menyambungnya atau mencabut serta melepaskannya dari rangkaian.

7.Untuk memperdalam lubang bor rangkaian pipa bor ditekan secara hidrolik atau mekanik maupun karena bebannya sendiri.

8.Conto batuan hasil kerukan mata bor didapatkan sebagai.

a.Serbuk atau tahi bor (drill-cuttings) yang dibawa ke permukaan oleh Lumpur bor atau air pembilas. Serbuk penggerusan batuan dibawa oleh air pembilas ke permukaan sambil mendinginkan mata bor.

b.Inti bor (drill core) yang diambil melalui bumbung pengambil inti (core barrel).

9.Untuk pengambilan inti mata bor yang digunakan bersifat bolong di tengah sehingga batuan berbentuk cilinder masuk ke dalamnya dan ditangkap oleh core barrel. Mata bor ini biasanya menggunakan gigi dari intan atau baja tungsten.

10.Bumbung inti (core barrel) diangkat ke permukaan.

a.Dicabut dengan mengangkat seluruh rangkaian batang bor ke permukaan setiap kali seluruh bumbung terisi.

b.Dicabut lewat tali kawat (wireline) melalui lubang pipa dengan kabel).

11.Pipa selubung penahan runtuhnya dinding lubang bor (casing) dipasang setiap kedalaman tertentu tercapai, untuk kemudian dilanjutkan dengan matabor yang berukuran kecil (telescoping). Pipa selubung dipasang untuk mengatasi adanya masalah seperti masuknya air formasi secara berlebihan (water influks), kehilangan sirkulasi lumpur pemboran karena adanya kekosongan, dalam formasi, atau lemahnya lapisan yang ditembus.

Untuk pemboran ini perlu beberapa tahapan yang diantaranya adalah pemboran awal, pengujian geofisika well logging, sementasi dan perforating.

- Tahapan Pemboran

Beberapa tahapan dalam kegiatan pemboran secara umum adalah :

1.    Persiapan Pemboran.

·      Pembuatan bak pengendap, bak penampung, serta saluran sirkulasinya.

·      Pengesetan mesin dan pompa.

·      Pemasangan balok landasan mesin, papan untuk saluran sirkulasi dan lantai dasar mesin.

·      Pendirian menara.

2.    Pemboran sampai kedalaman tertentu dengan diameter yang ditentukan.

·      Penyimpanaan core dalam core box.

·      Penyimpanan cutting dalam kantung sampel yang selanjutnya untuk dianalisa.

- Pemboran Awal (Pilot Hole)

Pemboran Awal atau pembuatan pilot hole dimaksudkan untuk mengetahui litologi secara rinci. Pilot hole dilakukan dengan mata bor (misal : jenis 6’) sampai kedalaman melebihi kedalaman kontruksi sumur yang direncanakan dengan tujuan agar sisa kedalaman tersebut dapat berfungsi sebagai kantong kotoran yang tidak terangkat. Hal ini dilakukan setelah lebih dahulu melakukan pengujian geofisika well logging.

- Pengujian Well Logging

Logging adalah teknik untuk mengambil data-data dari formasi dan lubang sumur dengan menggunakan instrumen khusus. Pekerjaan yang dapat dilakukan meliputi pengukuran data-data properti elektrikal (resistivitas dan konduktivitas pada berbagai frekuensi), data nuklir secara aktif dan pasif, ukuran lubang sumur, pengambilan sampel fluida formasi, pengukuran tekanan formasi, pengambilan material formasi (coring) dari dinding sumur, dsb. Logging tool (peralatan utama logging, berbentuk pipa pejal berisi alat pengirim dan sensor penerima sinyal) diturunkan ke dalam sumur melalui tali baja berisi kabel listrik ke kedalaman yang diinginkan. Biasanya pengukuran dilakukan pada saat logging tool ini ditarik ke atas. Logging tool akan mengirim sesuatu “sinyal” (gelombang suara, arus listrik, tegangan listrik, medan magnet, partikel nuklir, dsb.) ke dalam formasi lewat dinding sumur. Sinyal tersebut akan dipantulkan oleh berbagai macam material di dalam formasi dan juga material dinding sumur. Pantulan sinyal kemudian ditangkap oleh sensor penerima di dalam logging tool lalu dikonversi menjadi data digital dan ditransmisikan lewat kabel logging ke unit di permukaan. Sinyal digital tersebut lalu diolah oleh seperangkat komputer menjadi berbagai macam grafik dan tabulasi data yang diprint pada continuos paper yang dinamakan log. Kemudian log tersebut akan diintepretasikan dan dievaluasi oleh geologis dan ahli geofisika. Hasilnya sangat penting untuk pengambilan keputusan baik pada saat pemboran ataupun untuk tahap produk.

Gambar Contoh log. Berbagai parameter digrafikkan menggunakan warna. Angka di sebelah kanan menunjukkan letak kedalaman sumur.

Logging-While-Drilling (LWD) adalah pengerjaan logging yang dilakukan bersamaan pada saat membor. Alatnya dipasang di dekat mata bor. Data dikirimkan melalui pulsa tekanan lewat lumpur pemboran ke sensor di permukaan. Setelah diolah lewat serangkaian komputer, hasilnya juga berupa grafik log di atas kertas. LWD berguna untuk memberi informasi formasi (resistivitas, porositas, sonic dan gammaray) sedini mungkin pada saat pemboran. Mud logging adalah pekerjaan mengumpulkan, menganalisis dan merekam semua informasi dari partikel solid, cairan dan gas yang terbawa ke permukaan oleh lumpur pada saat pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui berbagai parameter pemboran dan formasi sumur yang sedang dibor.

Gambar Ilustrasi pengerjaan logging di darat.

- Proses penyemenan Sumur

Penyemenan sumur digolongkan menjadi dua bagian : Pertama, primary cementing, yaitu penyemenan pada saat sumur sedang dibuat. Sebelum penyemenan ini dilakukan, casing dipasang dulu sepanjang lubang sumur. Campuran semen (semen + air + aditif) dipompakan ke dalam annulus (ruang/celah antara dua tubular yang berbeda ukuran, bisa casing dengan lubang sumur, bisa casing dengan casing). Fungsi utamanya untuk pengisolasian berbagai macam lapisan formasi sepanjang sumur agar tidak saling berkomunikasi. Fungsi lainnya menahan beban aksial casing dengan casing berikutnya, menyokong casing dan menyokong lubang sumur (borehole). Kedua, remedial cementing, yaitu penyemenan pada saat sumurnya sudah jadi. Tujuannya bermacammacam, bisa untuk mereparasi primary cementing yang kurang sempurna, bisa untuk menutup berbagai macam lubang di dinding sumur yang tidak dikehendaki (misalnya lubang perforasi yang akan disumbat, kebocoran di casing, dsb.), dapat juga untuk menyumbat lubang sumur seluruhnya. Semen yang digunakan adalah semen jenis Portland biasa. Dengan mencampurkannya dengan air, jadilah bubur semen (cement slurry). Ditambah dengan berbagai macam aditif, properti semen dapat divariasikan dan dikontrol sesuai yang dikehendaki. Semen, air dan bahan aditif dicampur di permukaan dengan memakai peralatan khusus. Sesudah menjadi bubur semen, lalu dipompakan ke dalam sumur melewati casing. Kemudian bubur semen ini didorong dengan cara memompakan fluida lainnya, seringnya lumpur atau air, terus sampai ke dasar sumur, keluar dari ujung casing masuk lewat annulus untuk naik kembali ke permukaan. Diharapkan seluruh atau sebagian dari annulus ini akan terisi oleh bubur semen. Setelah beberapa waktu dan semen sudah mengeras, pemboran bagian sumur yang lebih dalam dapat dilanjutkan.

- Perforating

Perforasi (perforating) adalah proses pelubangan dinding sumur (casing dan lapisan semen) sehinggabsumur dapat berkomunikasi dengan formasi. Minyak atau gas bumi dapat mengalir ke dalam sumur melalui lubang perforasi ini. Perforating gun yang berisi beberapa shaped-charges diturunkan ke dalam sumur sampai ke kedalaman formasi yang dituju. Shaped-charges ini kemudian diledakan dan menghasilkan semacam semburan jet campuran fluida cair dan gas dari bahan metal bertekanan tinggi (jutaan psi) dan kecepatan tinggi (7000 m/s) yang mampu menembus casing baja dan lapisan semen. Semua proses ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat (17μs). Perforasi dapat dilakukan secara elektrikal dengan menggunakan peralatan logging atau juga secara mekanikal lewat tubing (TCP-Tubing Conveyed Perforations).

Gambar Perforasi

(A) Perforating gun berisi shaped-charges diturunkan ke dalam sumur sampai ke formasi

yang dituju.

(B) Shaped-charges diledakan membuat beberapa lubang di casing dan lapisan semen.

(C) Fluida formasi mengalir melalui lubang perforasi ini naik ke permukaan.

(gambar dari A Primer of Oilwell Drilling).

- Well Testing

Well testing adalah metode untuk mendapatkan berbagai properti dari reservoir secara dinamis dan hasilnya lebih akurat dalam jangka panjang.

Tujuannya:

-Untuk memastikan apakah sumur akan mengalir dan berproduksi.

-Untuk mengetahui berapa banyak kandungan hidrokarbon di dalam reservoir dan kualitasnya.

-Untuk memperkirakan berapa lama reservoirnya akan berproduksi dan berapa lama akan menghasilkan keuntungan secara ekonomi.

Teknik ini dilakukan dengan mengkondisikan reservoir ke keadaan dinamis dengan cara memberi gangguan sehingga tekanan reservoirnya akan berubah. Jika reservoirnya sudah/sedang berproduksi, tes dilakukan dengan cara menutup sumur untuk mematikan aliran fluidanya. Teknik ini disebut buildup test. Jika reservoirnya sudah lama idle, maka sumur dialirkan kembali. Teknik ini disebut drawdown test.