Petroleum Engineer: Seputar Killing Well

Seputar Killing Well

12:35:00 AM

Unknown , Posted in migas , 0 Comments

Work Over and Well Service merupakan salah satu kegiatan dalam teknik operasi pada suatu sumur minyak. Pekerjaan ini bertujuan untuk perawatan sumur, kerja ulang pindah lapisan (KUPL), stimulasi dan reparasi sumur. Dengan melakukan perawatan dan reparasi sumur maka diharapkan dapat mengembalikan produksi sumur ke potensi sebelumnya. Sedangkan untuk meningkatkan produksi suatu sumur dapat dilakukan dengan cara stimulasi sumur dan melakukan kerja ulang pindah lapisan dengan cara pelubangan (Perforasi) lapisan baru. Didalam melakukan pekerjaan ini, ada beberapa hal penting yang harus diperhatikan agar kegiatan dapat berjalan baik. Salah satu faktor terpenting adalah pengetahuan mengenai tekanan formasi sumur. Pekerjaan Work Over baru bisa dilakukan apabila tekanan formasi sumur telah dapat dikendalikan. Kegiatan awal untuk mengamankan keadaan sumur disebut dengan Killing Well (mematikan sumur) yang dapat dilakukan dengan beberapa cara.

1. Tekanan formasi

Tekanan formasi adalah tekanan yang berasal dari fluida pengisi pori-pori dari batuan formasi. Pada proses kompaksi sedimen, tekanan pada lapisan di bawah akan terus bertambah seiring dengan penambahan lapisan dan tekanan di atasnya. Tambahan tekanan ini akan ditahan oleh matriks dan fluida pengisi pori-pori. Oleh karena itu, tekanan fluida pengisi pori dapat terus bertambah.

Berdasarkan hal di atas, tekanan formasi dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :

1.1 Tekanan normal

Tekanan formasi dapat disebut normal apabila gaya ke bawah dari tekanan overburden dapat diimbangi dengan tekanan ke atas dari matrik dan fluidanya (gradien tekan sama besarnya dengan gradien air asin) atau dengan kata lain tekanan dari fluida formasi pada lapisan tersebut sesuai dengan gradien tekanan yang diakibatkan oleh overburden (jumlah tekanan lapisan-lapisan formasi) di atasnya. Hal ini dapat terjadi apabila formasi tidak tersekat oleh formasi lain yang memiliki permeabilitas berbeda yang lebih kecil. Tekanan formasi normal akan memiliki gradien tekanan berkisar antara 0,433 Psi/ft sampai dengan 0,465 Psi/ft.

1.2 Tekanan abnormal

Tekanan abnormal atau Overpressured biasanya terjadi karena gaya ke bawah dari tekanan overburdennya lebih besar daripada tekanan keatas dari matrik dan fluidanya (gradien tekan lebih besar daripada gradien air asin). Tekanan formasi abnormal akan memiliki gradien tekanan formasi yang lebih besar dari 0,465 Psi/ft.

1.3 Tekanan subnormal

Tekanan subnormal terjadi karena gaya ke bawah dari tekanan overburdennya lebih kecil daripada tekanan ke atas dari matrik dan fluidanya (gradien tekan lebih kecil daripada gradien air asin). Tekanan subnormal memiliki gradien tekanan formasi yang lebih kecil dari 0,433 Psi/ft.
Pengetahuan mengenai tekanan formasi sangat penting diketahui, hal ini bertujuan agar pekerjaan dapat dilakukan dengan baik dan aman. Dari ketiga jenis tekanan di atas, Overpressured akan memberikan masalah yang lebih berat daripada tekanan subnormal. Overpressured dapat menyebabkan timbulnya kick yang apabila tidak dapat dikendalikan akan mengakibatkan terjadinya semburan liar. Semburan liar dapat dihindari dengan cara memperbesar tekanan hidrostatik fluida dalam sumur atau lubang bor. Tekanan hidrostatik (Hydrostatic Pressure) adalah suatu tekanan yang dihasilkan oleh suatu kolom fluida pada kondisi diam (statik).
Secara matematis, besarnya tekanan hidrostatik fluida pengisi lubang bor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

HP = TVD x MW x 0,052

dimana : HP = Tekanan hidrostatik lumpur (Psi)
TVD = Kedalaman vertikal yang sebenarnya (ft)
MW = Berat lumpur (ppg)
2. Sistem sirkulasi
Sistem sirkulasi adalah sistem yang memungkinkan lumpur dapat bergerak menjalankan fungsinya. Adapun jalannya sistem sirkulasi tersebut adalah :
1) Pompa lumpur (Mud Pump) memompakan lumpur pwmboran ke arah bawah (lubang) melalui pipa bor (Drill Pipe) dan kollar bor (Drill Collar).
2) Lumpur disemprotkan melalui Noozle Jet dan serbuk bor (Cuttings) terangkat ke atas.
3) Serbuk bor dibawa kepermukaan.
Lumpur dan serbuk bor kembali ke permukaan melalui annulus, yakni ruangan antara lubang bor pipa pemboran. Dipermukaan keduanya meninggalkan lubang sumur melalui Mud Return Line dan jatuh ke Vibrating Screen yang disebut Shale Shaker. Shaker bertugas memisahkan serbuk bor dan Lumpur untuk menjaga berat jenis Lumpur (Mud Density). Pompa Lumpur pada hakekatnya merupakan jantung dari system sirkulasi ini.
3. Lumpur pemboran
Lumpur pemboran merupakan faktor penting dalam operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung dari jenis lumpur yang dipakai.
Pada mulanya orang hanya menggunakan air saja untuk mengangkat serpih pemboran (Cutting). Lalu dengan berkembangnya pemboran, lumpur mulai digunakan. Untuk memperbaiki sifat-sifat lumpur, zat-zat kimia ditambahkan dan akhirnya digunakan pula udara dan gas untuk pemboran walaupun lumpur tetap bertahan. Dengan demikian fungsi dari lumpur pemboran tersebut juga semakin banyak.
Adapun fungsi utama dari lumpur pemboran menurut Rubiandini (2004:129-131) adalah :
1) Mengangkat serpih bor ke permukaan
2) Mendinginkan dan melumasi Bit dan Drill String
3) Memberi dinding pada lubang bor dengan Mud Cake
4) Mengontrol tekanan formasi
5) Menahan serpih bor dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara.
6) Melepaskan pasir dan serpih bor di permukaan
7) Menahan sebagian berat Drill Pipe dan Casing (Bouyancy Effect)
8) Mengurangi efek negative pada formasi
9) Mendapatkan informasi (Mud Log, Sample Log)
10) Media Logging
Klasifikasi Lumpur pemboran berdasarkan fasa fluidanya adalah sebagai berikut :
1) Fresh Water Muds
Adalah Lumpur yang fasa cairnya adalah air tawar dengan (kalau ada) kadar garam yang kecil (kurang dari 10000 ppm = 1 % garam)
2) Salt water mud
Lumpur ini digunakan untuk memberi garam massive (Salt Dome) atau Salt Stringer (lapisan formasi garam) dan kadang-kadang ada aliran air garam yang terbor. Fasa cairnya berupa air yang memiliki kadar garam cukup tinggi.
3) Oil base dan oil base emulsion mud
Lumpur ini mengandung minyak sebagai fasa kontinunya. Komposisinya diatur agar kadar airnya rendah (3-5 % volume). Kegunaan terbesar adalah pada completion dan work over. Kegunaan lain adalah untuk melepaskan drill pipe yang terjepit, mempermudah pemasangan casing dan liner.
4) Gaseous drilling fluid
Gas yang biasa digunakan adalah gas alam atau udara. Lumpur jenis ini biasa digunakan untuk keadaan sumur yang tekanan formasinya subnormal.

4. Peralatan well control

Well Control (pengendalian sumur) adalah suatu aktivitas pekerjaan pada suatu calon sumur (pemboran) atau pada suatu sumur produksi yang bertujuan untuk menjaga agar tidak terjadi aliran fluida dari formasi ke dalam lubang sumur (kick) selanjutnya ke permukaan sumur dan atau suatu aktivitas pekerjaan mengendalikan dan mematikan aliran fluida formasi (kick) yang tanpa disadari sudah terjadi ke dalam sumur atau calon sumur migas sehingga semburan liar (blow out) tidak terjadi.
Pada prinsipnya pengendalian sumur ada dua, yaitu kontrol primer dan skunder. Fluida pemboran berfungsi sebagai pengendali primer dan BOP (blow out preventer) sebagai pengendali skunder.
Kontrol primer bertujuan untuk mencegah masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor dengan cara menjaga tekanan hidrostatik kolom fluida atau sumur. Tekanan hidrostatik diatur agar selalu lebih besar daripada tekanan dari formasi. Pengaturan tekanan dapat dilakukan dengan cara mengatur berat lumpur.
Kontrol skunder baru berfungsi apabila kontrol primer sudah tidak dapat lagi mengontrol tekanan formasi. Tujuan dari control skunder ini adalah untuk mencegah agar tidak terjadi semburan liar di permukaan karena adanya fluida yang masuk ke dalam sumur. Caranya adalah dengan menutup sumur dengan BOP dan mensirkulasikan Lumpur yang lebih berat ke dalam lubang bor.
Berdasarkan tempat berfungsinya alat BOP terbagi atas dua tipe, yaitu tipe annular dan drillpipe.gabungan dari kedua tipe ini disebut BOP stack. Agar BOP stack dapat tersambung dengan choke line dan kill line, maka dipasanglah drilling spool. Spool harus memiliki diameter paling sedikit sama dengan diameter maksimum casing head bagian atas. Spool juga harus bisa menahan tekanan sebesar tekanan yang diterima oleh BOP stack.

5. Metode killing well

Mematikan sumur adalah memberikan tekanan lawan kedalam sumur agar tekanan dari dalam sumur tidak menyembur kepermukaan. Pemberian tekanan lawan adalah dengan memompakan cairan pemati (Killing Fluid) kedalam sumur, sehingga dengan berat kolom cairan pemati yang dipompakan akan menahan tekanan dalam sumur untuk menyembur kepermukaan.
Menurut Meiliza, Pribadi dan Syarif (2004:14-17) ada beberapa metode yang sering digunakan untuk proses mematikan sumur demi menjaga keamanan kerja :

5.1 Dynamic killing

Metode ini menggunakan tekanan hidrostatik dan tekanan gesek dari fluida yang dipompakan ke dalam sumur untuk mengatasi tekanan reservoir dan zona produktif. Metode ini digunakan untuk mematikan sumur relief. Kecepatan aliran pompa yang digunakan untuk melakukan metode ini adalah pompa dengan kecepatan lebih dari 100 barrel per menit.

5.2 Minimum killing

Metode ini digunakan pada sumur tertutup dan bertekanan. Tekanan pemompaan yang digunakan untuk mematikan sumur hanya sedikit diatas tekanan reservoir. Faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan pemompaan antara lain adalah kapasitas pompa, jenis lumpur dan berat jenis lumpur yang akan dipakai. Metode ini sangat tepat dilakukan pada situasi dimana kondisi sumur, khususnya integritas wellhead tidak diketahui dengan pasti.

5.3 Momentum killing

Pada metode ini cairan dipompakan lansung dengan menggunakan bullheading system dari atas ke bawah dengan kapasitas dan tekanan pompa yang tinggi diatas 100 barrel per menit. Lumpur yang digunakan adalah lumpur berat yang beratnya tergantung dengan tekanan formasi. Sifat aliran dan teknik pemompaan harus diketahui dengan pasti, karena metode ini akan menghasilkan tekanan hidrostatik sangat tinggi yang dapat menimbulkan masalah lain.

5.4 Volumetric killing/lubricating system

Volumetric killing dilakukan bila di dalam suatu sumur tidak terdapat rangkaian pipa bor atau tubing sehingga sumur tidak dapat disirkulasi. Caranya adalah dengan memompakan lumpur kedalam sumur dengan tekanan tertentu dan kemudian diablas kembali. Sebelum gas diablas, biarkan sumur sampai beberapa saat sampai lumpur yang telah dipompakan telah turun kebawah lubang bor dan gas bermigrasi ke atas.
5.5 Snubbing
Snubbing adalah memasukkan rangkaian pipa bor kedalam sumur yang bertekanan sampai kedalaman tertentu, kemudian memompakan killing fluid kedalamnya lalu disirkulasi sampai sumur mati. Snubbing dapat dilakukan pada sumur bertekanan atau sumur yang sedang mengalir (diverted well). Pada sumur dengan formasi yang lemah, metode ini sangat tepat untuk dilakukan.

5.6 Diverted killing

Pada yang desain cassingnya tidak sempurna, menutup BOP dapat menyebabkan terjadinya crater dibawah sepatu casing dan gas akan menyembur tidak terkendali di sekitar lokasi.
Apabila terjadi semburan liar dan lapisan gas dangkal serta selubung yang terpasang tidak dapat menahan terjadinya crater dibawah sepatu, maka tindakan awal yang dapat diambil adalah sebagai berikut :
a. Alirkan sumur melalui diverter sampai tekanan formasi melemah
b. Buka diverter line dan tutup diverter
c. Pompakan lumpur atau air dengan kapasitas maksimum yang dapat dicapai. Apabila terdapat lumpur berat segera pompakan kedalam sumur untuk mengatasi aliran.
d. Segera isi semua tanki aktif dengan air dan lanjutkan pemompaan air sampai lumpur berat telah siap untuk dipompakan.
Apabila semburan liar belum dapat diatasi, siapkan suspended barite slurry, yaitu sejenis dengan barite plug namun masih bisa dipompakan dan mempunyai filtrat loss rendah.
Cara menyiapkan bahan ini adalah sebagai berikut :
a. Sedikan minimal 6000 bag barite dilokasi
b. Isi tangki dengan 500 barrel air. Berdasarkan pilot test, masukkan bentonite, caustic soda dan lignite atau lignosulfanote sampai diperoleh adonan 18-22 ppg.
c. Yakinkan cementing unit dapat mengaduk dan memompa dengan kapasitas tinggi. Lakukan uji coba dengan mengaduk antara 250-300 sak barite.
d. Aduk dan pompakan suspended barite slurry dengan kapasitas maksimal
e. Bila sumur telah mati, isi annulus dengan lumpur ringan untuk meyakinkan bahwa aliran telah mati.
Tujuan mematikan sumur adalah :
a. Menghentikan semburan liar (Blow Out)
b. Menghentikan aliran karena sumur akan dirawat
Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum mematikan sumur adalah :
a. Tekanan lapisan produktif
b. Diameter pipa selubung dan kedalaman sumur
c. Diameter pipa produksi dan panjangnya
d. Kedalaman pelubangan
e. Kedalaman penyekat
f. Peralatan bawah tanah lainnya (katup sembur buatan, SSD dan lain sebagainya)
g. Ukuran dan kekuatan kepala sumur
Peralatan yang diperlukan pada waktu mematikan sumur adalah :
a. Cairan pemati (Killing Fluid)
b. Pompa tekan (Killing Pump)
c. Pipa alir cairan pemati
d. Choke Manifold
e. Tanki
f. Flare Stack
g. Manometer
Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum melaksanakan pekerjaan mematikan sumur adalah :
a. Periksa kondisi Killing Unit (Exhaust, Flame Arrester dan kondisi mesinnya)
b. Setelah jalur terpasang lakukan pengujian sebesar 2x tekanan kepala sumur, ditutup dan ditahan selama 15 menit serta periksa apakah ada kebocoran.
c. Hubungkan Choke Manifold dengan jalur tekan dan jalur ablas/Flare
d. Tempatkan Tanki, Flare dan Killing Unit pada tempat yang aman dan tidak saling berdekatan
Cara mematikan sumur yang akan dikerjakan :
2. Sumur gas/sembur alam dengan penyekat
Tahapan kerjanya adalah :
a. Periksa tekanan sumur TPT/TPC
b. Periksa jalur Kill Line dari silang sembur ke pompa dan dari Cassing Valve ke pompa, lakukan uji Line sampai dengan tekanan 2000 Psi, 10 menit harus baik.
c. Periksa Flame Arresternya, harus aman dari percikan api.
d. Pompakan cairan Kill ke Anulus sampai dengan penuh.
e. Pompakan ke lubang sumur lewat Tubing, Kill Fluid (cairan pemati dengan Spesifik gravity tertentu) bila sumur bertekanan samapai dengan tekanan 0 Psi.
f. Lakukan pengamatan tertutup dan terbuka selama lebih kurang 1 jam.
g. Sumur mati.
3. Sumur sembur alam/gas tanpa penyekat
Tahapan kerjanya adalah :
a. Buat tekanan lawan atau menggunakan Check Valve
b. Lakukan pemompaan denga menggunakan Choke Manifold ke Flare hingga ada sirkulasi atau lubang sampai penuh.
c. Lakukan pengamatan tertutup dan terbuka lebih kurang selama 1 jam atau sampai mati.
4. Sumur sembur buatan (Gas Lift)
Tahapan kerjanya adalah :
a. Mematikan sumur sembur buatan (Gas Lift) dengan penyekat atau tidak pakai penyekat adalah sama dan relatif lebih mudah.
b. Dengan membuang atau ablas gas injeksi ke Flare sampai dengan 0 Psi dan mengisi volume Tubing dan anulus sampai penuh.
c. Lakukan pengamatan
5. Sumur Pompa
Mematikan sumur pompa relatif hanya dengan menggunakan air formasi dari Stasiun Pengumpul, mengisi lubang sumur lewat anulus valve. Tahapan kerjanya adalah :
a. Stop operasi Pumping Unit
b. Ablas tekan dari anulus kalau ada
c. Tutup keranan Flow Line dan buka Check Valve agar air formasi dari Stasiun Pengumpul dapat dimasukkan ke dalam sumur.
d. Kalau sumur sudah mati lakukan pengamatan selama lebih kurang 30 menit