Pipe Sticking(problem pemboran)

Pipa terjepit adalah keadaan dimana sebagian dari pipa bor atau stang bor (drill collar) terjepit (stuck) didalam lubang bor. Jika hal ini terjadi, maka gerakan pipa akan terhambat dan pada gilirannya dapat mengganggu kelancaran operasi pemboran.

Dalam prakteknya masalah pipa terjepit ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu :

1.    Differential pipe sticking.

2.    Mechanical pipe sticking (jepitan mekanis).

3.    Key seating

2.1.    Differential Pipe Sticking

Differential pipe sticking terjadi jika perbedaan antara tekanan hidrostatik lumpur pemboran dan tekanan formasi menjadi sangat besar, keadaan seperti ini terjadi apabila :

1.    Menembus formasi yang porous dan permeabel.

2.    Lumpur terlalu berat sehingga tekanan hidrostatis lumpur jauh melebihi tekanan formasi.

3.    Lumpur yang kurang stabil (water loss tinggi, mud cake tebal).

Tanda terjadinya differential pipe sticking ini adalah tidak mungkinnya pipe digerakkan ke atas maupun ke bawah sementara sirkulasi masih dilakukan 100%, dimana hal ini diakibatkan karena hanya satu sisi pipa yang menempel di dinding lubang bor. Pada keadaan jepitan yang lengkap (hal ini terjadi lebih dari satu mekanisme) sirkulasi maupun gerakkan pipa sudah tidak bisa lagi dilakukan.

Besarnya gaya differential  sangat sensitif untuk berubah dalam hal besarnya perbedaan tekanan (H_s – P_f). Dalam operasi pemboran yang normal diusahakan terdapat overbalance pressure antara 100 – 200 psi (6,8 – 13,6 bar). Kenaikanoverbalance pressure yang tinggi dapat ditimbulkan oleh hal-hal sebagai berikut :

1.    Kenaikan tiba-tiba di berat lumpur pemboran akan meningkatkan tekanan hidrostatik lumpur dan pada akhirnya akan meningkatkan besarnya overbalance pressure.

2.    Pemboran yang melalui resevoir  yang terdeplesi dan adanya regresi tekanan.

Regresi tekanan terjadi apabila operasi pemboran pada saat gradien tekanan menurun sementara tekanan lumpur pemboran tetap, untuk menahan tekanan formasi pada formasi buatan yang berada diatasnya.

        Pencegahan Differential Sticking

Berdasarkan faktor-faktor yang menyebabkannya differential stickingdapat dicegah yaitu dengan :

1.    Mengurangi perbedaan tekanan.

2.    Mengurangi daerah kontak.

3.    Menjaga rangkaian bor agar tidak statis.

4.    Mengurangi faktor gesekan.

Mengurangi Perbedaan Tekanan

Hal ini berarti membor dengan overbalance pressure yang minimum sekedar untuk mengimbangi tekanan formasi dan memungkinkan terjadinya fek surge dan swat. Kenaikan berat jenis lumpur dapat dimonitor dengan mengontrol laju penembusan (ROP), serbuk bor (cutting) yang akan menyebabkan kenaikan berat jenis lumpur dan pada akhirnya akan menaikkan beda tekanan.

Mengurangi Perbedaan Tekanan

Mengurangi daerah kontak ( h x t ) karena ketebalan formasi berpori atau porous tidak dapat dirubah secara fisik, maka daerah kontak hanya bisa dikurangi dengan mengurangi ketebalan mud cake. Hal ini berarti mengurangi kandungan padatan di dalam lumpur menjadi minimum dan menggunakan lumpur dengan water loss(kehilangan air) yang rendah.

Besarnya daerah kontak juga berhubungan dengan luas pipa baja yang kontak (menempel) pada formasi permeabel. Sebagian besar pipa yang menempel pada kasus differential sticking ini adalahdrill collar, sehingga pemecahan yang cocok adalah dengan menggunakan drill collar yang mempunyai luas permukaan minimum. Drill collar spiral mempunyai luas permukaan yang lebih kecil (50%) dibandingkan drill collar biasa (smooth) dan oleh karena itu gaya differential  yang dihasilkan juga akan berkurang sebesar setengah dari drill collar biasa. Pengurangan luas permukaan drill collar ini hanya akan mengurangi berat drill collar sebesar 4 – 7% dari berat drill collar biasa (smooth) dan jika dibutuhkan penambahan berat tinggal menambahkan drill collar spiral  tadi saja.

Daerah kontak juga bisa dikurangi dengan menggunakanstabilizer yang akan menjaga drill collar tetap berada di tengah-tengah lubang.

Menjaga Rangkaian Bor Agar Tidak Statis

Luas daerah kontak berbanding lurus dengan waktu, semakin jarang (sedikit) rangkaian bor berada dalam keadaan statis (diam) akan mengurangi kemungkinan terjadinya differential sticking.

Mengurangi Faktor Gesekan

Mencegah terjadinya differential sticking juga bisa dengan penggunaan minyak dan walnut hulls. Penggunaan minyak ini akan mengurangi faktor gesekan pada saat membor formasi yang potensial mengalami differential sticking.

        Penanggulangan Differential Sticking

Metode-metode yang paling umum digunakan untuk membebaskan pipa terjepit adalah sebagai berikut :

1.    Pengurangan tekanan hidrostatik.

2.    Supporting Fluid

3.    Operasi back off

Pengurangan Tekanan Hidrostatik

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 (limb).

Kondisi tekanan formasi yang sudah diketahi overbalance pressure (H_s – P_f) dapat dikurangi secara bertahap hingga mencapai tingkat yang aman dan akan tetapi tekanan hidrostatik lumpur harus selalu lebih besar dari tekanan formasi.

Tekanan hidrostatik dapat dikurangi dengan cara mempompakan lumpur baru dengan densitas yang lebih rendah, atau dengan memompakan sejumlah kecil fluida yang mempunyaispecivic gravity (SG) rendah.

Jika tekanan formasi belum diketahui, biasanya dilakukan pengurangan tekanan hidrostatik dalam jumlah yang kecil, dengan teknik pipa U sampai pipa yang terjepit dapat dibebaskan.

Variasi dari metode pipa U dengan memompakan air kedalam drill pipe dan annulus untuk mengurangi besarnya tekanan hidrostatik hingga sama dengan atau sedikit lebih besar dari pada tekanan formasi.

Perendaman Dengan Fluida Organik

Fluida organik biasanya disemprotkan disepanjang daerah jepitan untuk menguragi 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 pipa dan mud cake. Hal ini menurunkan besarnya koefisien gesekan, dan pada akhirnya akan meningkatkan efektivitas usaha-usaha mekanis untuk membebaskan pipa.

Operasi 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 pelepasan rangkaian pemboran pada atau diatas daerah jepitan dan pengangkatan bagian pipa yang masih bebas dari jepitan dari lubang bor. Bagian rangkaian pemboran yang masih tersisa (fish) dapat diambil dengan menggunakan peralatan fishing tool maupun peralatan washover.

Apabila lubang sumur tersebut mengalami kerusakan atau sisa rangkaian pemboran tidak bisa diambil, sebagai pilihannya adalah menutup lubang (plug back) dan kemudian membelokkannya (side track).

        Mechanical Sticking

Pipa terjepit secara mekanis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu pipa terjepit karena runtuhan dan pipa terjepit karena lubang bor mengecil.

        Pipa Terjepit Karena Runtuhan

Pipa terjepit jenis ini karena dinding lubang bor yang runtuh (caving) yang mengisi annulus antara pipa dan dinding lubang..

            Penyebab Dinding Lubang Runtuh

Dinding lubang runtuh dapat disebabkan oleh :

1.    Formasi yang kurang kompak dan rapuh (pasir lepas, batu bara,barrite shale).

2.    Tekanan hidrostatik lumpur yang terlalu kecil.

3.    Shale yang sensitif air.

Runtuhan dari dinding ini akan berkumpul di annulus dan memegang rangkaian bor, sehingga mengakibatkan rangkaian bor terjepit.

            Tanda Pipa Terjepit Karena Runtuhan

Tanda telah terjadi runtuhan saat melakukan pemboran adalah sebagai berikut :

1.    Cutting yang keluar bertambah banyak.

2.    Cutting yang keluar besar-besaran dan bentuknya pipih.

3.    Tekanan pompa lumpur naik.

4.    Torsi naik.

Sebagai tanda telah terjadi pipa terjepit karena runtuhan dinding lubang adalah sebagai berikut :

1.    Rangkaian tidak bisa digerakkan, diputar dan diangkat.

2.    Tekanan pompa naik secara mendadak.

            Pencegahan Dinding Lubang Runtuh

Mencegah runtuhnya dinding lubang bor dapat dilakukan hal-hal sebagai berikut :

1.    Naikkan tekanan hidrostatik lumpur, supaya dapat menahan dinding lubang supaya jangan runtuh.

2.    Kecepatan aliran di annulus diusahakan jangan terlalu tinggi.

3.    Jenis aliran di annulus harus laminer.

4.    Menggunakan lumpur dengan water loss yang kecil saat menembus formasi shale.

5.    WOB diperkecil diwaktu menembus batu bara, dan sering dilakukan reaming.

        Pipa Terjepit Karena Lubang Bor Mengecil

Pipa terjepit dapat disebabkan karena lubang bor mengecil. Kejadian ini biasanya terjadi pada formasi shale.

Penyebab Penyempitan Lubang

Shale yang sensitif air adalah shale yang mempunyai mineral clayjenis natrium monmorillonite. Mineral ini akan menghisap air tawar, sehingga ikatan antar partikel menjadi lemah dan mengembang. Karena tekanan overburden batuan yang terdapat diatasnya maka lapisan shale akan bergerak ke arah lubang bor dan menyebabkan terjadi sumbat cincin. Sumbat cincin adalah dinding lubang memegang keliling pipa, sehingga pipa tidak dapat diangkat dan diturunkan.

Tanda Pipa Terjepit Karena Sumbat Cincin

Tanda pipa terjepit karena sumbat cincin adalah sebagai berikut :

1.    Torsi naik, torsi naik karena terjadi gesekan dengan dinding lubang.

2.    Tekanan pompa naik, tekanan pompa naik disebabkan aliran lumpur di annulus sudah tertutup.

3.    Rangkaian tidak bisa diangkat, rangkaian mungkin bisa diangkat untuk panjang tertentu, tetapi selanjutnya akan terjepit karena tool joint drill pipe atau drill collar tersebut.

Pencegahan Sumbat Cincin

Mencegah terjadinya pipa terjepit karena sumbat cincin adalah mencegah mengembangnya formasi. Caranya yaitu sebagai berikut :

1.    Menggunakan lumpur dengan water loss kecil, kalau bisa menggunakan lumpur yang tidak memiliki water loss. Sehingga tidak ada reaksi mineral clay dengan air dan supaya mengembang.

2.    Memakai lumpur calcium lignosulfonate atau lumpur polimer.Prinsipnya disini adalah mengurangi aktifitas unsur natrium dariclay.

3.    Menggunakan lumpur minyak.

Penanggulangan Mechanical Sticking

Metode yang biasanya dilakukan untuk membebaskan pipa yang terjepit secara mekanis adalah dengan usaha penggerakkan pipa baik diputar ataupun ditarik atau dengan mengaktifkan jar, apabila rangkaian pipa dilengkapi dengan jar. Jika metode ini gagal, biasanya disemprotkan fluida organik dan kemudian prosedur yang telah disebutkan tadi diulangi. Jika usaha tersebut belum berhasil, maka pipa harus dilepaskan dengan cara back off.

        Key Seating

Pipa terjepit karena key seat terjadi pada saat mencabut rangkaian. Tool jointdrill pipe akan menyangkut pada lubang key seat sehingga rangkaian tidak bisa dicabut.

        Penyebab Key Seat

Pipa terjepit karena key seat disebabkan karena adanya dog leg. Dog leg adalah lubang bor 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). Waktu sedang melakukan pemboran terlihat ada kenaikan torsi, karena drill pipemengikis dinding lubang yang  bengkok. Pada waktu mencabut rangkaian terjadi sangkutan saat drill collar sampai di daerah key seat.

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

        Tanda-Tanda Key Seat

Sebagai tanda telah terjadi pipa terjepit karena adanya key seat adalah sebagai berikut :

1.    Rangkaian tidak bisa diangkat.

2.    Tekanan pompa normal.

3.    Rangkaian masih bisa diputar.

Selama pemboran drill pipe selalu dijaga dalam keadaan tension (tarik) dan pada saat memasuki bagian dog leg drill pipe berusaha untuk menjadi lurus, sehingga menimbulkan gaya lateral seperti yang ditunjukkan pada gambar. Gaya lateral ini mengakibatkan sambungan sambungan drill pipe (tool joint) menggerus formasi yang berada pada busur dog leg, dan menimbulkan lubang baru sebagai akibat diputarnya rangakaian pemboran. Lubang baru itu disebut “Key Seat”.

Key seat ini hanya dapat terbentuk jika formasi yang ditembus lunak dan berat yang tergantung di bawah dog leg cukup besar untuk menimbulkan gaya lateral.

        Pencegahan Key Seating

Apabila terjadi kenaikan torsi disaat sedang member, karena gesekan-gesekan drill pipe ke dinding lubang, hentikanlah segera pemboran. Angkatstring dan pasang string remer atau key seat wiper. Kemudian lakukan reamingpada kedalaman yang mengalami dog leg.

String reameri atau seat wiper dipasang pada drill pipe. Ukuran string reamer atau key seat wiper harus lebih besar dari tool joint drill pipe dan lebih kecil dari diameter drill collar.

Kalau pipa sudah terjepit karena masalah key seat, rangkaian diputar pelan-pelan dengan tension yang minimum. Hal ini dilakukan terus menerus sampai rangkaian bisa dicabut.