Petroleum Engineer

PROBLEM PEMBORAN
(STUCK PIPE)



II. PIPA TERJEPIT (STUCK PIPE)
Pipa terjepit (stuck pipe) merupakan permasalahan dalam operasi pemboran karena dipengaruhi oleh kondisi lubang sumur serta faktor mekanis. Pipa terjepit secara mekanis disebabkan antara lain : lubang bor runtuh, shale yang mengembang, undergauge hole, junk, green cement dan collapsed casing.

2.1. Pipa terjepit karena runtuhan
Pipa terjepit jenis ini karena dinding lubang bor yang runtuh (caving) yang mengisi annulus antara pipa dan dinding lubang. Dinding lubang runtuh dapat disebabkan oleh :
 Formasi yang kurang kompak dan rapuh (pasir lepas, batu bara, brittle shale)
 Tekanan hidrostatik lumpur yang kecil
 Shale yang sensitive terhadap air.
Runtuhan dari dinding ini akan berkumpul di annulus dan memegang rangkaian bor, sehingga mengakibatkan rangakian bor terjepit.
Tanda telah terjadi runtuhan saat melakukan pemboran adalah :
 Cutting yang keluar bertambah banyak
 Cutting yang keluar besar-besar dan bentuknya pipih
 Tekanan pompa lumpur naik
 Torsi naik
Sebagai tanda telah terjadi pipa terjepit karena runtuhan dinding lubang adalah :
 Rangkaian tidak bisa digerakkan, diputar dan diangkat
 Tekanan pompa naik secara mendadak
Untuk mencegah runtuhnya dinding lubang bor dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :
 Menaikkan tekanan hidrostatik lumpur, supaya dapat menahan dinding lubang supaya jangan runtuh
 Kecepatan aliran di annulus diusahakan jangan terlalu tinggi
 Jenis aliran di annulus harus laminer
 Menggunakan lumpur dengan water loss yang kecil pada saat menembus formasi shale
 WOB diperkecil diwaktu menembus batu bara, dan sering dilakukan reaming











Gambar : Pipa terjepit karena runtuhan
2.2. Pipa terjepit karena Bridge Pack Off
Pipa terjepit yang disebabkan karena lubang bor mengecil. Kejadian ini biasanya terjadi pada formasi shale. Shale yang sensitif air adalah shale yang mempunyai caly jenis natrium monmorillonite. Bridge pack off adalah dinding lubang memegang sekeliling pipa, sehingga pipa tidak dapat diangkat dan diturunkan.
Tanda pipa terjepit karena bridge pack off adalah :
 Torsi naik, karena telah terjadi gesekan dengan dinding lubang
 Tekanan pompa naik, karena aliran lumpur di annulus sudah tertutup
 Rangkaian tidak bisa diangkat.
Untuk mencegah terjadinya pipa terjepit karena bridge pack off adalah :
1. Menggunakan lumpur dengan water loss kecil, kalau bisa menggunakan lumpur yang tidak memiliki water loss, sehingga tidak ada reaksi antara mineral clay dengan air yang dapat mengakibatkan clay mengembang
2. Memakai lumpur calcium lignosulfonate atau lumpur polymer.
3. Menggunakan lumpur bahan dasar minyak.











Gambar : Pipa terjepit karena Bridge Pack Off
2.3. Collapsed Casing
Jepitan ini terjadi bila gaya yang ditimbulkan oleh formasi melebihi collapsed strength dari casing. Hal ini disebabkan oleh kesalahan pada desain casing atau terjadinya korosi yang mengurangi collapsed dari casing.












Gambar : Pipa terjepit karena Collapsed Casing

2.4. Undergauge Hole
Jepitan jenis ini terjadi disebabkan karena pemakaian bit yang sudah terlalu aus dan tidak diganti, sehingga ukuran lubang bor lebih kecil dari seharusnya. Penggunaan bit jenis PDC yang memiliki tingkat kestabilan lubang yang terbentuk dan kemampuan menembus formasi yang tebal.













Gambar : Pipa terjepit karena Undergauge Hole


2.5. Adanya Junk
Jepitan jenis ini terjadi karena adanya bagian-bagian kecil (junk) dari peralatan bawah permukaan (down hole equipment) yang jatuh atau benda-benda kecil dari lantai pemboran yang jatuh sehingga akan meyebabkan drill string terjepit pada saat ditarik ke atas (pulled out).













Gambar : Pipa terjepit karena Junk

2.6. Adanya Green Cement
Jepitan jenis ini terjadi bila drill string menembus semen yang belum mengeras (green cement). Dengan adanya tekanan dari drill string cairan yang ada pada bubur semen akan terdesak keluar sehingga menyebabkan semen akan mengeras lebih cepat. Hal ini mengakibatkan drill string terjepit secara permanent.












Gambar : Pipa terjepit karena Junk

2.7. Key Seating
Pipa terjepit karena key seat terjadi pada saat mencabut rangkaian. Tool joint drill pipe akan menyangkut pada lubang key seat sehingga rangkaian tidak bisa dicabut. Pipa terjepit karena key seat disebabkan karena adanya dog leg. Dog leg adalah lubang bor yang membelok secara mendadak atau dengan kata lain terjadi perubahan sudut kemiringan lubang dan sudut arah lubang secara mendadak. Drill pipe akan mengikis lubang yang bengkok secara mendadak tersebut, sehingga terbentuk lubang yang penampangnya seperti lubang kunci (key seat).













Gambar : Pipa terjepit karena Key Seating









Gambar : Pipa terjepit karena Wellbore Geometry dan Poor Hole Cleaning

Penyebab dog leg bisa diakibatkan karena WOB yang terlalu tinggi, faktor formasi (perubahan kekerasan, kemiringan lubang yang ditembus dan formasi bergoa-goa).



Sebagai tanda telah terjadi pipa terjepit katena key seat adalah :
 Rangkaian tidak bisa diangkat
 Tekanan pompa normal
 Rangkaian masih bisa diputar.

2.2. Metoda dan Alat Pembebas Pipa Terjepit
Ada beberapa metoda yang digunakan antara lain :
1. Metoda tarik dan regang lepas
2. Metoda spotting fluid (perendaman fluida)
3. Metoda surging (pipa U)
4. Metoda pelepasan pipa (back off)

2.2.1. Metoda Tarik dan Regang Lepas
Metoda ini adalah metoda yang harus dilakukan pertama kali pada waktu pipa mengalami stuck. Pada waktu melakukan pull out menarik pipa yang terjepit kita harus memperhitungkan tensile strength drill pipe, agar gaya tarikan yang diterima oleh drill pipe tidak merusak ataupun memutuskan drill pipe tersebut. Selain itu juga kita harus mengetahui kekuatan dari rig yang dipakai, tujuannya untuk menghindari robohnya menara.
Langkah-langkah yang harus diperhatikan dalam melakukan tarikan dan regang lepas yaitu :
1. Perkirakan titk lemah dari rangkaian (biasanya drill pipe dipermukaan, kecuali menggunakan drill pipe yang tidak seragam gradenya).
2. Hitung berat drill string di udara diatas titik lemah (Wsw), Wsw = 0. jika titik lemah berada di permukaan (drill pipe yang digunakan seragam)
3. Tarikan maksimum yang terdiri dari overpull ditambah dengan berat rangkaian yang terlihat pada weight indicator (Wim) dalam pounds, dengan persamaan :
Wim = Wb + Tm + Wsw …………………………………………………. (2-1)
Dimana :
Wb = berat travelling block
Tm = tarikan maksimum

2.2.2. Metoda spotting fluid (perendaman fluida)
Fluida organik biasanya disemprotkan di sepanjang daerah jepitan untuk megurangi ketebalan mud cake dan faktor gesekan. Campuran antara minyak solar dan surfactant adalah fluida yang paling banyak digunakan karena kemampuannya untuk membasahi keliling pipa yang terjepit dan karena itu menciptakan lapisan tipis antara drill pipe dengan mud cake, sehingga akan menurunkan besarnya koefisien gesekan.
Volume fluida yang digunakan untuk merendam pipa yang terjepit adalah :
………………………………………………… (2-2)
Dimana :
VL = volume larutan, bbl
OH = open hole, in
OD = out side drill pipe, in
L = panjang pipa yang terjepit, ft
Prosedur umum yang dilakukan adalah memompakan fluida organic ke dalam drill pipe secara berangsur-angsur dan sejumlah kecil ke annulus sampai seluruh daerah jepitan dapat terendam. Lamanya perendaman 12 jam sampai 24 jam untuk mendapatkan hasil optimum.

2.2.3. Metoda surging (pipa U)
Cara yang umum digunakan untuk mengurangi tekanan hidrostatik lumpur adalah metode pipa U (U - tube). Rangkaian pipa bor dan annulus antara rangkaian dan formasi dianggap sebagai pipa U, dengan pahat sebagai penghubung.
Ada dua kondisi pada saat pengurangan tekanan hidrostatik yaitu tekanan formasi telah diketahui atau tekanan formasi belum diketahui.
Pengurangan tekanan hidrostatik lumpur diperoleh dengan memompakan fluida dengan densitas yang rendah seperti diesel oil ke drillpipe. Maksimum volume minyak atau air yang dipompakan ke drillpipe dapat dihitung dengan
persamaan :

Level fluida yang turun di anulus ketika tekanan formasi seimbang adalah :
Equivalen mud weight adalah :

dimana :
∆FL = fluid level, bbl/ft
Vdp = volume drillpipe, bbl/ft
Vann = volume annulus, bbl/ft
Pp = tekanan pori, psi
Pdpmax = tekanan drillpipe max, psi
ρo = densitas minyak, ppg
ρm = densitas lumpur. ppg
Lst = kedalaman titik terjepit, ft

2.2.4. Metoda pelepasan pipa (back off)
Apabila semua metode diatas sudah dilakukan tetapi hasilnya belum berhasil, maka operasi back off adalah pilihan terakhir yang dilakukan.
Operasi back off mencakup pelepasan bagian pipa yang masih bebas dari lubang bor. Hal ini secara efektif berarti melepaskan rangkaian pemboran pada atau diatas daerah jepitan dan pengangkatan bagian pipa yang masih bebas dari jepitan lubang bor.
Peralatan back off (back off shot) ditempatkan pada tool joint drill pipe yang masih bebas terhadap tension dan torsion. Torsi kekiri dan sedikit tarikan ke atas diatas berat back off (hook load sebelum terjepit dikurangi dengan berat pipa yang terjepit) dilakukan pada titik back off, dan kemudian peralatan back off tersebut dioperasikan. Pipa bisa terbebas dengan cara ini yang diindikasikan dengan turunnya hook load. Pipa kemudian diputar dan ditarik ke atas untuk memastikan keberhasilan back off. Bagian drill pipe yang terjepit, drill collar dan bit yang tertinggal didalam lubang, disebut “fish”.