Hydrolika Mud.ppt

Mud

1. HIDROLIKA LUMPUR
PEMBORAN
FUNGSI ASPEK PEMBORAN
(PENGANGKATAN CUTTING)
Hole Cleaning
M. Evaluasi Pengangkatan
Cutting:
 Ratio V.Ann dng V.Cutt
 Cutt. Transportasi (Ft) , %
 Cutt. Consentrasi (Ca), %
V.ann > V. Cutt = Terangkat
V. ann < V. Cutt = Tenggelam
V. ann = V. Cutt = Melayang
Rate of Penetration
(Penembusan Batuan)
 Di Tekan
 Di Putar
……………………..
 Semburan mud
( dari nozzel Bit)
JENIS FLUIDA
PEMBORAN
Newtonian Fluid
S Stress vs S Rate
Konstan
Non Newtonian
Fluid
S Stress vs S Rate
Tidak Konstan
 Bingham Plastic
 Pseudo Plastic :
- Power Law
- Dilatan
JENIS ALIRAN
FLUIDA
Reynold Number
V d
NRe = 928 ---------

Nre > 3000
Aliran Turbulent
Nre < 2000
Aliran Laminer
Nre 2000 – 3000
Aliran
Transisi
Aliran dalam
Drill String
Aliran pada
Annulus
KEHILANGAN
TEKANAN
Pada
SISITEM
SIRKULASI
Analitis :
Bingham Plastic
Power Law
P1+P2+P3+P4+P5 = P parasitik
 Hitung P Setiap Segmen
-  P1 Surface Conection
-  P2 & P3 dalam Pipa dp,dc
(Aliran Turbulen & Laminar)
-  P4 & P5 Annulus dh-dp,dc
(Aliran Laminar & Turbulen)
- P bit adalah :
P stand pipe – P parasitik
 Hitung ukuran d
N Nozzle :
- Kec. Aliran di Nozzle (Vn)
- Luas Nozzle (A)
FAKTOR OPTIMASI
HIDROLIKA
PAHAT (BIT)
Faktor Mempengaruhi
Hydrolika Bit :
- Ukuran & Geometri
Sumur (d. Sumur,
d. Alat & mud pump)
- Sifat fisik fluida Bor
- Pola Aliran
Faktor-Faktor Optimasi
Bit ada 3 prinsip :
1. Bit Hydraulic
horse Power
(BHHP)
2. Bit Hydraulic
Impact (BHI)
3. Jet velocity (JV)
PERHITUNGAN
Menentukan :
- Kehilangan P di BIT
- Kombination ukuran
Nozzel
- Tekanan permukaan
-
- Ft (+) = Cutt. Terangkat
- Ft (- ) = Cutt. Mengendap
- Ft (0 )= Cutt. Diam
- Ca << ROP>> V.Cutt Bagus
- Ca >> ROP << V. Cutt Buruk
Praktis
(Lapangan)
Diperlukan Data :
Slow Pump Rate Test
(SPRT)
Q1 gpm  Pp1
Q2 gpm  Pp2
Hit. Waktu u/ cutting
terangkat ke permukaan
dengan Q pompa tertentu
( Lag time)
Ket : (Reynold Number)
-  = density fluid , ppg
- V = kecepatan Aliran , fps
- d = diameter pipa , in
-  = viscositas , cp

2. HYDRAULIC DRILLING FLUID
Hydraulic Drilling Fluida
definisi :
Merupakan faktor yang penting didalam operasi pemboran, terutama masalah
Hydraulic Horse Power (HHP) yang merupakan sejumlah energy yang diperoleh dari
Drilling Fluida (lumpur), yang digunakan sebagai tenaga semprot (jet) untuk menyapu
serbuk bor dari pecahan hasil putaran pahat.
Tujuan Utama Dari Hydraulic Horse Power :
1. Pembersihan dasar lubang Bor
2. Transport (mengangkat) serbuk bor ke permukaan
3. Hydraulic System (Pompa Lumpur, Surface Line, Stand Pipe, Rotary Hose, Swivel,
Kelly, Pahat, Nozzel)
4. Pump Input Power (IHP)
Kemampuan Prime mover untuk menggerakkan Pompa Lumpur)
Rumus :
IHP = HHP : E
keterangan :
HHP = Hidraulic Horse Power (kemampuan pompa)
E = Efisiensi pompa (tergantung pompa baru atau pompa lama)

3. HYDRAULIC DRILLING FLUID
Tujuan Utama Dari Hydraulic Horse Power :(lanjutan)
5. Hydraulic Horse Power (HHP)
Pompa Lumpur yang beroperasi menyebabkan mengalirnya lumpur yang bertekanan.
HHP dihasilkan dari 2 faktor antara lain :
a. Aliran yang mengalir (Fluid Flow) --> Gpm
b. Tekanan (Pressure) --> Psi
Rumus :
HHP = (P x Q) / 1714
keterangan :
P = Tekanan aliran lumpur (Psi)
Q = Laju aliran lumpur (Gpm)
6. Pressure Losses In The System
Kehilangan tekanan pada system, sehingga sebagian hydraulic horse power akan
terpakai atau hilang karena “Friction” dan “Resistance” yang dilalui pada hydraulic
system.
Kehilangan tekanan terjadi pada :
a. Surface Equipment
b. Drill String
c. Pahat

4. HYDRAULIC DRILLING FLUID
Tujuan Utama Dari Hydraulic Horse Power :(lanjutan)
7. Properties Lumpur Bor
Lumpur yang mempunyai berat jenis tinggi, mempertinggi kehilangan tekanan pada
sistem dan membutuhkan tebaga lebih banyak untuk pemompaan sejumlah volume
dibandingkan dengan lumpur yang berat jenisnya ringan.
Rumus :
Actual mud weight
Corrected mud weight / Pressure Loss =
Mud weight from table
8. Bit Hydraulic Horse Power (BHHP)
Total energy yang digunakan pada pahat untuk pembersihan lubang.
Effektive Hydraulic Program adalah : 50% - 75% (67%) dari Total HHP pompa
lumpur sebaiknya tersedia dan digunakan untuk pahat.
Rumus :
Pb x Q keterangan :
BHHP = Pb = Pressure at the bit
1714 Q = Laju aliran lumpur
Pb adalah Pressure yang tersedia pada pompa - Pressure Loss

5. HYDRAULIC DRILLING FLUID
Tujuan Utama Dari Hydraulic Horse Power :(lanjutan)
9. Pemilihan Nozzel
Ada 2 faktor yang mempengaruhi perencanaan Nozze velocity antara lain :
a. Kapasitas Pompa (Gpm)
b. Ukuran Nozzel (in
2
)
Ukuran Nozzel dalam 32 per setiap 1 inch mis : 8/32, 9/32

6. Sirkulasi Lumpur Pemboran
A. Tempat Pembuatan Lumpur : Mud Pit
B. Pipa Penghisap dari Penampungan/Tretment Lumpur : Suction
Line
C. Pompa Untuk Menghisap Lumpur : Mud Pump
D. Pipa yang mengalirkan Lumpur dari Mud Pump : Mud Discharge
Line
E. Lumpur Mengalir Ke Pipa Tegak menempel Menara: Stand Pipe
F. Lumpur Mengalir Ke Pipa Karet : Rotary Hose
G. Lumpur Mengalir Ujung teratas Rangkaian Pipa Bor: Swivel
H. Lumpur Mengalir Pada Pipa Bentuk Segi 3 – 4 – 6: Kelly
I. Lumpur Mengalir Pada Pipa Perpanjangan : Drill Pipe
J . Lumpur Mengalir Pada Pipa Pemberat : Drill Collar
K. Lumpur Mengalir Pada Pahat : Bit
L. Lumpur Mengalir Pada Anulus Drill String : Anulus DP, DC
M. Lumpur Mengalir ke Pipa Balik di permukaan : Mud Return Line
N. Lumpur Masuk ke Lokasi Treatment 1. : Condition Area
( Mud gas Separator,Degaser,
Desander, Desilter)
O. Material ikutan dari Lumpur di buang dan Lumpur
Yang masih Baik Masuk ke tempat penampungan : Reserve Pit
P. Lumpur Mengalir ketempat Treatment 2. : Settling Tank
A
H
G
F
E
D
C
B
N
M
L
K
I,J
(DP,DC)
P
O
(Anulus DP, DC)
Bit
SISTEM SIRKULASI PEMBORAN

7. SISTEMATIS SIRKULASI PEMBORAN

8. FUNGSI ASPEK HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN
Hidrolika Pemboran mempunyai 2 aspek penting antara lain :
1. Pengangkatan Cutting

Qmin (Hole Cleaning

Pembersihan Lubang Bor)
2. Penghancuran Batuan

Qnozzle (Optimasi Hidrolika Pahat )
A. Pengangkatan Cutting (Pembersihan Lubang Bor) Hole Cleaning
Keterangan :
> Bila batu kecil dimasukkan kedalam fluid maka mempunyai 3
kecepatan antara lain :
- V = Cepat  X
- V = Konstan ( a = 0)

Y
- V = Cepat kembali karena pengaruh grafitasi (Z)
Hal ini sama dengan “Terjun Payung” :
 Pertama terjun sangat cepat
 Kedua penerjun dapat membentuk formasi dengan teman-teman, pada saat ini
V= konstan (a= 0).
 Setelah hampir mendekati bumi pengaruh grafitasi maka V = cepat kembali dan
pembentukan formasi dibubarkan.

9. Penghancuran Batuan (Penembusan batuan)

Rate Of Penetration (ROP)
Pada saat penembusan batuan antara Bit dengan permukaan Batuan ada 2 (dua) perlakuan antara
lain :
 di Tekan.
 di Putar.
Pecahnya Batuan karena “ Pembebanan ” yang disebabkan :
 adanya fluida di dalam pori batuan.
 Adanya beban yang sangat besar sehingga fluida di dalam pori mengalami pendesakan ke
segala arah sehingga batuan pecah
Penekanan Penekanan
Catatan : Adanya penekanan fluid yang ada
di pori-pori menekan ke segala arah maka
Batuan pecah.
FUNGSI ASPEK HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN

10. FUNGSI ASPEK HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN
APLIKASI PADA PEMBORAN
“Hasil pecahan batuan (cutting) “ di bawa kepermukaan oleh semburan lumpur
melalui Nozzel pada Bit.
Pada Kondisi Pengeboran :
 adanya Gaya Tekan
 adanya Gaya Putar
Semburan Lumpur U/ mengankat Cutting
 Jadi pada saat pengeboran ada 2 (dua) faktor kombinasi adalah :
1. Faktor mekanik

RPM, di tekan.
2. Faktor Hidrolik

Semburan (semprot) lumpur (mud)

11. K e t e r a n g a n :
- V . A n n = K e c e p a t a n a n n u l u s - H = K e d a l a m a n s u m u r ( f t )- A a n n = C a p a s i t a s a n n u l u s ( i n
2
)
- V . C u t t i n g = K e c e p a t a n C u t t i n g - Q = L a j u a l i r a n (g p m ) -
Cu t t = d e n s i t a s c u t t i n g
- R O P = L a j u P e n e m b u s a n , f t / j a m - d c = d i a m e t e r c u t t i n g ( i n )- D = d i a m e t e r B i t ( i n )
F U N G S I A S P E K P E M B O R A N
( P E N G A N K A T A N C U T T I N G )
H O L E C L E A N I N G
(M e t o d a E v a l u a s i P e n g a n g k a t a n C u t t i n g )
R A T I O
V . A n n v s V . C u t t i n g
V . A n n > V . C u t t = T e r a n g k a t
V . A n n < V . C u t t = T e n g g e l a m
V . A n n = V . C u t t = M e l a y a n g
C U T T I N G
T R A N S P O R T A T I O N
( F t )

%
F o r m u l a : ( F t ) %
a n n
V
cu tt
V
a n n
V
a n n
V
s
V 
 , %
o F t ( + ) = C u t t . T e r a n g k a t
o F t ( - ) = C u t t . M e n g e n d a p
o F t ( 0 ) = C u t t . M e l a y a n g
C U T T I N G
C O N C E N T R A T I O N
( C a )

%
F o r m u l a : ( C a ) %

QFt
DROP
..7,14
2
, %
o C a < < R O P

V . C u t t B a i k
o C a > > R O P

V . C u t t b u r u k
( R e g r i n d i n g )
L A G T I M E
P e n e n t u a n L a m a n y a
C u t t i n g t e r a n g k a t
F o r m u l a : ( L a g t i m e ) m e n i t











1
4,92
.25,19
mud
Cut t
dc
ann
A
Q
H
Cut t
V
H


R A T E O F P E N E T R A T I O N
(L a j u P e n e m b u s a n B a t u a n )
F a k t o r M e k a n i k
o D i P u t a r ( R P M )
o D i T e k a n ( W O B )
F a k t o r H i d r o l i k
o D i S e m b u r a n
L u m p u r
(d a r i N o z z e l B i t )
HIDROLIKA PENGANGKATAN SERBUK BOR

12. FUNGSI ASPEK HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN
Pengertian Kecepatan (V) di dalam annulus lubang Bor :
* V annulus > V Cutting

Cutting terangkat
* V annulus< V Cutting

Cutting tenggelam
* V annulus= V Cutting

Cutting diam
Catatan: Pola aliran di dalan Drill String adalah Aliran Turbulent
Pola aliran di Annulus Drill String dan Formasi adalah
Aliran Laminar
 Aliran Turbulen dpt di tentukan dari perhitungan
 Aliran Laminar dpt di tentukan dari perhitungan
V
Cutt
V
Annt

13. FUNGSI ASPEK HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN
 M e t o d a P e n g a n g k a ta n C u ttin g a d a 2 a d a la h :
1 . C u t ti n g T r a n s p o r t a s i

( F t) , %

(m e n u r u t B o r g o e n t )
F t =
Van
Vs
( % ) a ta u
Van
VcutVan
, %
- F t ( + ) = C u t t in g t e r a n g k a t
- F t ( - ) = C u t t in g m e n g e n d a p
- F t ( 0 ) = C u t t in g d ia m
N o te : F t a d a la h tid a k m e n g g a m b a rk a n k o n d is i b e rs ih n y a lu b a n g b o r.
2 . C u t ti n g C o n s e n t r a s i

( C a ) , %

(m e n u r u t M ill P a c k )
C a =

QxFtx
DROP
....7.14
.
2
K e te ra n g a n :
C a = K o n s e n t r a s i P e n g e n d a p a n C u t t i n g , ( % )
D = d ia m e t e r b i t , ( i n )
F t = C u t t i n g T r a n s p o r t R a t i o , ( % )
R O P = R a t e o f P e n e t r a s i, f t / j a m
V
Annt
V
Ann

14. FUNGSI ASPEK HIDROLIKA LUMPUR PEMBORAN
V
Ann
 Pengertian Vs = Slip Velocity
Adalah kecepatan minimal untuk mengangkat cutting dari dasar lubang
ke permukaan.

Luas annulus (A an) =
4

x ( dh
2
– od
2
)

Vs = Van - Vcutt
Bila :
- Vs (+) maka Ca <<

ROP >> berati Pengankatan cutting Baik
- Vs (-) maka Ca >>

ROP << berarti Pengankatan cutting Jelek Regriding)
Artinya penggerusan kembali cutting oleh bit
dan apabila Ca >5% maka akan timbulkan
gangguan antara lain :
 ROP menurun
 Stuck pipe
 Torsi naik
- Vs ( 0 ) maka diam (melayang )