Drilling Fluid : Composition of Drilling Mud

Komposisi Lumpur Pemboran

Pada umumnya  lumpur pemboran  itu terbentuk  oleh dua atau tiga macam  zat. Yaitu padatan, cairan  -  air dan/atau minyak  dimana  satu atau dua zat itu akan terdispersi kedalam  zat  yang lain.  Kebanyakn  lumpur  pemboran  dibentuk  oleh  suatu  padatan yang tersuspensi  atau terdispersi kedalam air atau suatu emulsi minyak kedalam air. Padatan dapat terdiri  dari bermacam  -  macam  bahan,  diantaranya:  clay komersial (bentonite ), bahan -  bahan pemberat dan juga  zat padatan inert seperti bahan -  bahan pencegah hilang sirkulasi, serbuk bor dan lain-  lain.

Oleh  karena  itu  diperlukan pengendalian  macam  dan jumlah  yang  diperbolehkan dalam suatu system lumpur yang sebaik - baiknya.

  Clay - Komersial Dan Alami

Suatu padatan inorganic  clan berukuran  kalloiclal, disebut sebagai Clay.   Padatan ini bisa berasal dari suatu  clay komersial  yang sengaja  ditambahkan  untuk  membuang lumpur atau bisa juga berasal dari formasi pemboran yang tercampur didalam lumpur. Seperti   cliketahui  bahwa   sifat  -  sifat  aliran  dan  banyaknya   air  tapisan   sangat dipengaruhi    oleh    banyaknya    padatan,   ukuranya,    kemampuan    terhidrat   dan sebagainya,  maka  dalam  hal  ini  pengetahuan tentang clay  chemistry  akan  sangat berguna bagi teknisi -  teknisi yang mengelola lumpur pemboran.

Shale  adalah  suatu  batuan  yang  terbentuk  oleh  mineral  clay  dan  silt.  Mineral  - mineral  clay tersebut  terutama  terdiri dari illite, chlorite, montmorillonite,  koolinite dan campuran  lapisan - lapisan chlorite clan illite.

Adanya perbedaan mineral pada clay tersebut karena adanya perbedaan struktur pembentukannya  yaitu ada yang terbentuk dari silica tetrahedran, dan aluminia octahedron.

Dari   perbedaan   struktur   pembentukannya    dan  pengaruh   ion   -   ion   yang   ikut membentuk  strukutur  mineral  clay tersebut,  maka  lalu  ada jenis  -  jenis  clay  yang akan  mengembang    bila   terhidrat   (menyerap    air)   dan   ada  jenis   yang   tidak mengembang sama sekali,  misalnya  koolinite,  dia  tidak bisa mengembang  didalam air,   Illite   dan   chorite  hanya   menunjukkan   pengembangan    yang   kecil   sekali. Sedangkan montmorillonite  dapat mengembang beberapa  kali lebih besar dari bentuk asalnya.  Walaupun  montmorillonite  punya struktur  dasar  yang  sama  dengan  illite, tetapi  kation -  kation  yang terikat  secara  ikatan  electrostatic  pada  mineral  tersebut akan terlepas bila menyerap  air, menyebabkan pengembangan  dari struktur  mineral tersebut.

Dalam  keadaan  kering,  batuan  bentonite  (montmorillonite)   tersusun  atas  3  lapisan kristali dimana jarak antara ketiga lapisan tersebut  hanya sebesar diameter ion -  ion pengikat  yang ada ditiap  permukaannya.  Apabila  ada  air  (H20)  maka  air tersebut akan meresap diantara lapisan -  lapisan kristal tersebut secara kapiler. Karena adanya daya tarik ikatan hydrogen antara silica dan H20. dan setelah cukup air yang meresap, maka basic kation itu akan terlepas secara electrostatic dari ikatannya dengan silica.

Derajat  pelepasan  kation  sodium  (Nal  diketahui  lebih  besar  dari  kation  calcium (Ca).

Muatan listrik yang sama antara kation -  kation tersebut menyebabkan  adanya tenaga tolak   antar lapisan.   Dan  hal  tersebut  terjadi  pula   antara   lapisan  silica  dengan permukaan  lapisan kristalite  yang berdekatan.  Dengan  adanya  tenaga  tolak tersebut mengakibatkan  makin banyaknya  air yang  menyusup  diantara  lapisan  Kristal  clay tersebut,  dan akan memberikan kesempatan pada  kation ~ kation yang memisahkan diri  itu  untuk  mencapai  kedudukan keseimbangan   sehingga  memungkinkan   clay untuk "menyerap"  air beberapa kali lebih besar dari beratnya sendiri.

Bisa dikatakan bahwa pengembangan  kristalite -  kristalite itu bisa mencapai beberapa Angstrom.  1A0  = 1  x 10·10   meter.

Derajat pengembangan  dari clay dipengaruhi  beberapa factor, antara lain:

Adanya    electrolyte    yang   cukup   banyak   terdapat    di   dalam    air   yang menghalangi pelepasan  kation - kation  dari permukaan silica, sehingga menyebabkan  daya kembang mengecil. (Cr  dan lain -  lain). Adanya  pertukaran   kation  -  kation  didalam   kristal  tersebut karena  reaksi kimia, bisa menyebabkan  daya kembang yang mengecil. (Ca+, Na+)

-   Adanya  lapisan  film  yang  terserap  diantara  permukaan  kristalite,  misalnya lapisan film lignosulfonate;  dapat menghalangi peresapan air kedalam lapisan

-    Lapisan kristalite yang menyebabkan  daya kembangnya mengecil.

Montmorinollite   asli/asal  biasanya  ditemukan  pada  batuan  sedimen dalam  keadaan keseimbangan  denga air tanah yang banyak mengandung  garam -  garaman. Adanya reaksi antara kation  dan electrolyte  dari garam -  garam tersebut menyebabkan  daya kembangnya lebih kecil dibanding dengan clay komersial (wyoming bentonite)

Shale yang banyak  mengandung  clay adalah sangat sensitive  bila terkena  clay dari lumpur   clan  terdisperse    kedalam    lumpur    sehingga   mengakibatkan    tingginya kandungan padatan   didalam    lumpur   dan   menyebabkan   kekentalan   bertambah. Kejadian ini tidak selalu berhubungan  dengan peristiwa pengembangan dari clay, tapi lebih dikarenakan oleh kerapuhan ikatan - ikatan didalam shale itu sendiri.

Untuk  kejadian   tersebut   beberapa   cara  perlindungan   dapat  dilakukan,   misalnya dengan bermacam - macam lumpur inhibitive, lumpur minyak dan sebagainya.

Pada lapisan -  lapisan  shale yang lebih tua, peristiwa disperse  ini lebih sedikit, tapi akan menyebabkan  permasalahan  yang  lain,  misalnya,  shale  yang  rontok menyebabkan pembesaran  lubang, hole fill pada waktu tripping dan sebagainya.

Pada shale jenis  ini, biasanya  mengandung mineral -  mineral illitic -  chlorotic  yang tidak mengembang,  tetapi akan terpisah dan rontok bila terhidrasi oleh air, akibat dari gerakan  - gerakan  pahat  dan rangkaian  pipa  (mechanical)  atau juga  akibat  tekanan pompa yang terlalu besar yang menyebabkan  aliran turbulen.

Bentonite yang digunakan didalam proses pengeboran adalah clay komersial yang mempunyai  kemampuan  untuk  memberikan   kekentalan   dan  menyangga   bahan  - bahan pemberat.

Bentonite   komersial   harus   memenuhi   standar   API   yaitu   memberikan    apparent viskositas paling  tidak  sebesar  15 cp bila  22.5  lb/BBL  atau  64.5  kg/rn'  bentonite diaduk kedalam air suling.

Padatan -  Inert

Yang  dimaksud  padatan  inert adalah  semua padatan  yang  tidak  ikut  bereaksi  atau terdispersi dengan bagian  cairan  dari lumpur. Misalnya:  barite, pasir,  silt, beberapa jenis  shale yang tidak.reaktif   bahan -  bahan penahan  lost sirkulasi dan juga  bahan - bahan yang ditambahkan sebagai tambahan pelumasan  dan sebagainya.

Walaupun bahan -  bahan tersebut tidak berpengaruh  langsung terhadap lumpur tetapi dalam jumlah   yang  berlebihan   akan  memberikan   persoalan   tersendiri   terhadap pekerj aan pengeboran.

Barite  yang  digunakan  sebagai  bahan  pemberat  juga  harus  memenuhi  persyaratan standart  API   yaitu   harus   mempunyai   berat   jenis   minimum   4.2   gr/cm",   dan penambahan bahan tersebut terbatas sampai berat tertentu yang dikehendaki, jadi jumlahnya    sudah   dapat  diperkirakan.    Maka   yang   harus   diperhatikan    adalah pengendalian  kandungan padatan inert lainnya yaitu pasir, silt maupun srbuk bor baik secara pengenceran  artinya menambah jumlah bagian cairan  maupun  dengan  cara - cara  mekanikal.  Sebab  seperti  teah  dibicarakan  diatas bahwa  kandungan  bahan  - bahan inert yang berlebihan  akan mneyebabkan  kekentalan  lumpur, yang mana akan membutuhkan biaya yang besar untuk memperbaikinya.

Lihat Juga

Drilling Fluid : Function of Drilling Mud