Sistem Sirkulasi (Circulating System)

      Sistem sirkulasi merupakan salah satu sistem yang memegangperanan penting di dalam operasi pengeboran putar (rotary drilling).Tugas utamanya adalah membantu sistem pemutar didalam “mengebor sumur” dengan menyediakan perlengkapan-perlengkapan yang sesuai untuk mengatur bahan-bahan lumpur dan tempat-tempat kerja untuk mempersiapkan, merawat dan mengganti fluida pengeboran. Sistem sirkulasi tersusun oleh empat sub komponen utama, yaitu :

1. Lumpur pengeboran (drilling fluid)
2. Tempat persiapan (preparation area)
3. Peralatan sirkulasi (circulating equipment)
4. Tempat pengkondisian lumpur (Conditioning area atau solid control equipment)


      Secara umum lumpur pengeboran dapat disirkulasikan dengan urutan sebagai berikut: lumpur dalam steel mud pit dihisap oleh pompa - pipa tekanan – stand pipe – rotary hose – swivel head – kelly – drill pipe – drill collar – bit – annulus drill collar – annulus drill pipe – mud line/flow line, shale shaker – steel mud pit – dihisap pompa kembali dan seterusnya. Hal ini bisa dilihat pada gambar dibawah ini.
Sistem sirkulasi

1. Lumpur pengeboran (drilling fluid)

      Merupakan faktor yang penting dalam pengeboran. Lumpur pengeboran pada mulanya hanya berfungsi sebagai pembawa serbuk bor (cutting) dari dasar lubang bor ke permukaan. Lumpur pengeboran mempunyai fungsi penting dalam operasi pengeboran, antara lain :
-Mengangkat cutting ke permukaan.
-Mengontrol tekanan formasi.
-Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string.
-Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake.
-Menahan cutting saat sirkulasi dihentikan.
-Mengurangi sebagian berat rangkaian pipa bor (Bouyancy effect).
-Melepas cutting dan pasir dipermukaan.
-Mendapatkan informasi (mud logging, sample log).
-Sebagai media logging.

Ada 2 (dua) hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pengeboran, yaitu :

  • Semakin ringan dan encer suatu lumpur pengeboran, semakin besar laju penembusan.
  • Semakin berat dan kental suatu lumpur pengeboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi bawah permukaan, seperti masuknya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai “kick”). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi akan menyebabkan terjadinya semburan liar (blow out).

Jenis-jenis lumpur pengeboran yang biasa digunakan antara lain :
a. Water based mud : Lumpur pengeboran yang paling banyak digunakan adalah water-base mud (80%). Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar atau air asin, clay dan chemical additives. Komposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor.
b. Oil based mud : Digunakan pada pengeboran dalam, hotholes, formasi shale dan sebagainya. Lumpur ini lebih mahal, tetapi mengurangi terjadinya korosi pada rangkaian pipa bor, dsb.
c. Oil or Gas based mud : Keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pengeboran yang lebih besar. Karena digunakan kompressor, kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.
Material lumpur pengeboran

2. Tempat persiapan (Preparation area)

      Ditempatkan pada tempat dimulainya sirkulasi lumpur, yaitu di dekat pompa lumpur. Tempat persiapan lumpur pengeboran terdiri dari peralatan–peralatan yang diatur untuk memberikan fasilitas persiapan atau treatment lumpur bor. Tempat persiapan ini meliputi mud house, steel mud pits/tanks, mixing hopper, chemical mixing barrel, water tanks dan reserve pit.
Peralatan mempersiapkan lumpur pengeboran
a. Rumah lumpur (mud house) adalah suatu gudang penyimpan bahan lumpur tertutup. Terletak di samping kolam lumpur dan di samping mixing hopper, di area tempat mempersiapkan lumpur.Di dalam mud house ini terdapat tumpukan karung berisi bahan-bahan lumpur yang kering yang akan dipakai bila diperlukan didalam program perawatan cairan pengeboran untuk suatu formasi yang sedang dibor. Gudang ini biasanya diletakkan sama tingginya dengan bagian atas dari tangki lumpur, untuk mempermudah jalannya truk pengeboran dan agar bahan-bahan kimia tambahan tersimpan dalam keadaan kering, sehingga mempermudah untuk pencampuran bahan lumpur tersebut ke sistem pencampuran.
b. Tangki lumpur (mud tank) adalah kotak-kotak baja berbentuk segi empat yang dipakai untuk menampung dan mengatur cairan pengeboran setelah keluar dari sumur bor. Pada umumnya semua kolam lumpur adalah serupa kecuali, yang dinamakan “shaker pit” atau “tangki pengendapan” (settling tank). Shaker pit atau tangki pengendap atau settling tank adalah tangki besi yang terletak dibawah shale shaker dengan dinding – dinding yang miring 450 sehingga serbuk bor ukuran kecil yang belum terbuang akan mengendap.
c. Mixing hopper adalah peralatan ini berbentuk corong yang dipakai untuk menambahkan bahan lumpur berbentuk tepung ke dalam cairan pengeboran padawaktu perawatan lumpur di tangki lumpur. Jenis yang banyak dipakai adalah Hopper Jet, yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan ruang hampa.
d. Chemical mixing barrel adalah sebuah tong yang berisi bahan-bahan kimia yang akan dicampurkan dengan lumpur pengeboran sebagi treatment. Hal ini dilakukan pada kondisi-kondisi tertentu.
e. Bulk mud storage bins adalah bejana tempat menyimpan yang berbentuk corong yang terletak disamping kolam lumpur daerah tempat mempersiapkan lumpur.Tangki-tangki ini berisi bahan-bahan tambahan yang besar seperti bentonite dan bahanbahan pemberat (barite). Bejana tempat menyimpan bahan lumpur ini bekerja berdasarkan prinsip gravitasi.
f. Tangki air (Water tank) adalah sebuah bejana yang berisi air yang digunakan sebagai bahan dasar lumpur pengeboran.Dan juga dipakai sebagai pemenuhan kebutuhan air selama operasi pengeboran berlangsung.

3. Peralatan sirkulasi (circulating equipment)

      Merupakan komponen utama dalam sistem sirkulasi. Peralatan ini berfungsi mengalirkan lumpur dari mud pit ke rangkaian pipa bor dan naik ke annulus membawa serbuk bor ke permukaan menuju ke solid control equipment, sebelum kembali ke mud pits untuk disirkulasikan kembali. Peralatan ini terdiri dari mud pit, mud pump, pump discharge and return line, stand pipe dan rotary hose. Perlu diketahui bahwa konsumsi energi pompa dalam suatu operasi pengeboran sekitar 70% sampai 85% dari seluruh tenaga yang disediakan oleh prime mover.
Peralatan sirkulasi
a. Pompa lumpur (Mud pump) adalah jantung dari circulating system. Fungsi utamanya adalah memindahkan volume lumpur pemboran yang besar dengan tekanan yang besar. Terdapat dua tipe mud pump: (1) Duplex, (2) Triplex.Duplex bekerja double acting dan Triplex bekerja dengan single acting.
b. Suction tank merupakan tangki yang digunakan untuk menampung lumpur pengeboran yang akan dipakai pada operasi pengeboran.Terletak di depan pompa lumpur.
c. Suction line merupakan pipa yang dipakai untuk menghubungkan antara suction tank ke pompa lumpur.Pipa ini harus dipasang selurus mungkin.
d. Discharge line adalah pipa yang dipakai untuk menyalurkan lumpur pengeboran keluar dari pompa lumpur
e. Stand pipe merupakan pipa baja yang ditegakkan dimenara secara vertikal disamping dari derrick atau mast untuk menghubungkan discharge line dengan rotary hose dan gooseneck menyambung pada stand pipe.
f. Rotary hose adalah suatu selang karet bertulang anyaman baja yang lemas dan sangat kuat, yang menghubungkan stand pipe dengan swivel. Selang ini harus elastic , untuk memungkinkan swivel bergerak bebas secara vertikal.Selang ini juga harus sangat kuat untuk tahan lama, karena pekerjaannya yang sangat berat dalam memindahkan fluida pengeboran yang kasar dan bertekanan tinggi itu (sampai 5.000 psi). Selang pemutar ini dapat diperoleh dengan ukuran panjang sampai kurang lebih 75 feet.
g. Chiksen joint merupakan sambungan yang digunakan untuk menghubungkan stand pipe dengan rotary hose. Alat ini mampu menahan tekanan sampai 5000 psi sehingga sambungan tidak akan terlepas.
h. Return line adalah pipa yang digunakan untuk menyaluran lumpur pengeboran yang keluar dari lubang Annulus. Pipa ini terhubung ke peralatan pengkondisi lumpur.

4. Tempat pengkondisian lumpur pengeboran (Conditioning area /Solid control equipment)

      Ditempatkan di dekat rig. Area ini terdiri dari peralatan-peralatan khusus yang digunakan untuk “clean up” lumpur bor setelah keluar dari lubang bor. Fungsi utama dari peralatan ini adalah untuk membersihkan lumpur dari cutting dan gas yang terikut. Ada dua cara untuk memisahkan cutting dan gas, yaitu :
  • Menggunakan metode gravitasi, dimana lumpur yang telah terpakai dialirkan melalui shale shaker dan settling tanks.
  • Secara mekanik, dimana peralatan–peralatan khusus yang dipasang pada mud pits dapat memisahkan cutting dengan gas. Peralatan pada conditioning area terdiri dari settling tanks, reserve pits, mud gas separator, shale shaker, degasser, desander dan desilter.
Peralatan pengkondisi lumpur pengeboran

a. Shale shaker merupakan peralatan yang memiliki ayakan mekanis dan bekerja dengan cara digetarkan, yang bertugas menyaring padatan (cutting) dari lumpur pengeboran yang keluar dari dalam lubang pengeboran. Alat ini memisahkan dan membuang serbuk bor yang berukuran lebih besar dari lubang saringan dan serbuk.
b. Degasser mempunyai tugas utama adalah untuk mengeluarkan gasgas dari dalam cairan lumpur pengeboran secara terus menerus.Pembuang gas ini biasanya ditempatkan di atas tanki lumpur. Alat ini harus dinyalakan pada saat pengeboran berada pada zona yang banyak mengandung gas dan juga pada terjadinya kick.
c. Desander merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan partikel padatan lebih besar dari 30 – 60 micron yang ikut tersirkulasi bersama lumpur pengeboran. Atau ukuran pasir.
d. Desilter merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan partikel padatan lebih besar dari 15 – 30 micronyang ikut tersirkulasi bersama lumpur pengeboran. Saat penambahan barite harus dimatikan agar barite yang sedang digunakan tidak ikut terpisahkan.
e. Mud Cleaners merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan padatan lebih besar dari 74 micronyang ikut tersirkulasi bersama lumpur pengeboran pada Weighted mud system.



Sumber :
PK. Teknik Produksi Migas. 2013. Dasar-dasar Teknik Pengeboran. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar Dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. (e-Book)

*) Laporkan bila ada kerusakan link atau kesalahan pada penulisan mohon beritahu kami melalui menu Kontak