Jumat, 20 April 2012

Coiled Tubing Unit

Lagi waras, jadi mau bahas yang waras waras,
Eksploitasi merupakan suatu kegiatan pengerjaan atau pengusahaan suatu sumber hidrokarbon untuk diproduksikan secara maksimal. Usaha untuk pengerjaan ini memerlukan keteknikan yang, makin lama makin berkembang, salah satu diantaranya adalah teknologi coiled tubing. Coiled Tubing (CT) adalah suatu tubing yang dapat digulung dan bersifat plastik, terbuat dari bahan baja yang tak tersambung, dengan diameter berkisar antara 1-5 in, tebal 0,067 - 0,25 in. Komponen-komponen Coiled Tubing Unit (CTU) telah dikembangkan untuk dapat menggantikan atau menutupi kelemahan teknologi konvensional yang sudah ada.


Dalam operasinya, CT juga mempunyai batasan-batasan operasi penggunaannya serta mengalami pembebanan akibat gaya-gaya yang bekerja padanya, yang dapat meminimalkan kerusakan atau bahkan patah. Adapun batasan-batasan operasinya meliputi batasan tekanan dan tegangan (pressure and tension), diameter dan keovalan, kelelahan dan korosi serta batasan pemompaan dan pengaliran. Yang terpenting adalah batasan tekanan dan tegangan, berhubung dengan kemungkinan adanya kerusakan permanen. Batasan tekanan dan tegangan pada CT ditentukan berdasar material pembentuk, yield strength, dan tensile strength, diameter dan ketebalan, serta berat nominal CT. Apabila tekanan/tegangan yang dikenakan pada CT melebihi minimum yield strength-nya, maka CT akan mengalami kerusakan permanen akibat deformasi plastik.
Dengan mengacu pada batasan-batasan operasi CT, penerapan teknologi coiled tubing untuk mengeksploitasi suatu reservoir akan dapat dilakukan dengan baik. Penerapan-penerapan ini meliputi kegiatan pemboran, produksi atau komplesi sumur dan operasi kerja ulang. Pertimbangan-pertimbangan penggunaan CT meliputi pertimbangan teknis, pertimbangan mekanis, dan pertimbangan waktu dan biaya. Secara teknis, CT lebih mudah pengoperasiannya karena didukung dengan alat-alat penunjang yang telah dimodifikasi sedemikian rupa sehingga aman dalam operasinya, serta adanya peralatan pengontrol/monitor operasi yang baik. Pertimbangan mekanik didasari pada kemampuan, CT dan keunggulan masing-masing komponen. Dan pertimbangan waktu yang lebih cepat sehingga memungkinkan untuk memperkecil biaya operasional.


1. Penerapan CT Pada Operasi Pemboran
Penggunaan CT untuk operasi pemboran menggantikan drill pipe konvensional didasari/didorong oleh tersedianya ukuran CT yang lebih besar (>1 in.), sehingga memungkinkan untuk meneruskan hydraulic horsepower ke downhole motor melalui fluida pernboran untuk memutar pahat dan sekaligus membersihkan lubang bor. Peralatan yang digunakan adalah CTU ditambah dengan peralatan penunjang seperti peralatan sirkulasi, BOP sebagai peralatan utama kontrol sumur, dan peralatan pcngangkatan. BOP untuk operasi pemboran dengan CT didesain secara khusus untuk melindungi peralatan-peralatan di atas permukaan dan peralatan di bawah permukaan, disamping fungsi utamanya menjalankan kontrol sumur. Oleh karena itu, umumnya BOP dipasang dua /setingkat.
Bottom Hole Assembly (BHA) merupakan satu kesatuan rangkaian peralatan bawah permukaan yang disusun untuk mencapai laju penetrasi yang optimum, pencapaian target yang tepat dan lubang bor yang halus. Perencanaan BHA ini akan sangat menentukan keberhasilan dari proyek pemboran, oleh karena itu perlu dipertimbangkan faktor-faktor penting seperti:
Perencanaan Pemboran > berhubungan dengan target pemboran yang akan dicapai, kedalaman pemboran dan jenis pemboran,vertikal, berarah atau horizontal.
Formasi > berhubungan dengan pemilihan kombinasi motor-bit yang akan digunakan dan parameter-parameter pemboran seperti WOB dan RPM, serta pemilihan fluida pemboran.
Mekanis > pemilihan komponen-komponen BHA menimbang pada mekanika masing-masing komponen.
BHA untuk operasi pemboran dengan CT umumnya juga dilengkapi dengan Measurement While Drilling (MWD) sehingga alat pengukur dan monitoring selama operasi pemboran berlangsung yang dihubungkan melalui wireline ke komputer di permukaan. Dengan pemilihan rangkaian BHA yang baik juga akan mengurangi efek buckling selama operasi pemboran, khususnya pada pemboran berarah dan horizontal, yang pada akhirnya akan dapat mencapai laju penetrasi yang optimum, tepat target dan lubang bor yang halus.
Penggunaan CT untuk operasi pemboran vertikal maupun berarah dapat dikategorikan menjadi dua kelompok, yaitu pemboran re-entry dan pemboran sumur baru. Pemboran sumur re-entry adalah pemboran kembali untuk memperdalam sumur, biasanya dilanjutkan dengan pemboran berarah atau horizontal, dengan window cutting. Dan pemboran sumur-sumur baru umumnya untuk sumur injeksi atau sumur observasi. Operasi pemboran ini tetap memerlukan adanya lubang permukaan (shallow surface hole) untuk casing permukaan. Untuk sumur baru, Dowell menggunakan metode yang disehut “Crane Drilling” untuk membuat lubang permukaan, metode ini tetap menggunakan downhole motor untuk memutar bit, dan setelah lubang permukaan terbentuk dipasang casing permukaan sebagai landasan peralatan kontrol sumur.
Pemboran vertikal trayek berikutnya dilakukan dengan CT dan BHA yang meliputi PDC, PDM, DC, release joint, check valve, dan connector. WOB yang diberikan cenderung lebih kecil daripada pemboran konvensional, dengan RPM yang tinggi sesuai daya downhole motor untuk memutar bit. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perencanaan maupun operasinya adalah:
Pemilihan fluida pemboran yang khusus > fluida pemboran ditekankan pada fungsi pembersihan lubang bor, baik pada kondisi overbalance maupun underbalance.
Hidrolika lubang bor > berhubungan dengan laju pemompaan dan kecepatan di annulus agar fluida mampu mengangkat serbuk bor, serta adanya pressure loss.
Kombinasi motor-bit > berhubungan dengan daya pada motor untuk memutar bit. Optimasi hal-hal tersebut diatas akan dapat memperbesar laju penetrasi pemboran.
Pada pemboran berarah maupun horizontal, yang umumnya adalah pemboran re-entry, dilakukan dengan window cutting, pemasangan whipstock assembly dan dilanjutkan dengan memotong casing pada BHA meliputi diamond speed mill, low speed motor, DC, disconnecting sub, flapper valve dan connector. Selanjutnya, pemboran bagian bawah berarah dilakukan dengan perencanaan BHA khusus, penambahan peralatan orienting tool dan MWD sebagai kontrol arah dan mechanical release untuk penanggulangan jepitan pipa. Problem jepitan pipa (lock-up), baik akibat formasi maupun mekanik peralatan merupakan salah satu problem yang cukup serius. Oleh karena itu diperlukan perencanaan BHA yang sesuai dan pemilihan fluida pemboran untuk pencegahan pengembangan clay, umumnya dipakai Thermally Activated Mud Emulsion (TAME Mud).
Pada bagian horizontal, panjang bagian horizontal yang dapat dibor juga tergantung pada peralatan yang digunakan, dalam hal ini adalah susunan BHA yang digunakan dan fleksibilitas rangkaian. Semakin baik perencanaan BHA-nya, memungkinkan untuk mencapai bagian horizontal yang panjang. Dalam perencanaan maupun operasi pemborannya, umumnya semakin kecil laju build-up (BUR) maka akan semakin panjang bagian horizontal yang dapat dibor, dan CT telah mampu melakukan pemboran tipe Ultrashot Radius Radial System, (URRS), dimana pemboran konvensional belum mampu melakukannya. Strategi pembebanan pada bagian horizontal juga sangat diperlukan dengan beban buckling yang dapat menyebabkan kondisi lock up pada bagian belokannya. Problem buckling maupun lock up ini dapat dikurangi dengan menggunakan CT yang berukuran lebih besar atau dengan mengurangi clearance/ruang CT dengan dinding lubang bor.
Pemboran sidetrack pada formasi shale sangat mepengaruhi terhadap pemboran menggunakan coiled tubing. Ketika ROP menurun pada kedalaman 5982 ft arah tool face berlawanan dengan arah pemboran yang diinginkan, kejadian tersebut dikarenakan CT orienter mengalami reaction torque oleh formasi shale saat dibor. Pada formasi shale ini rangkaian CT 2 3/8” harus menahan torsi yang besar dan hal tersebut mengakibatkan rangkaian ikut berputar karena besarnya torsi sedangkan karakteristik CT 2 3/8” dan motor 4 ¾” hanya mampu bekerja pada batasnya dan tidak mampu menahan torsi yang berlebihan. Tool face mengalami perubahan arah yaitu berlawanan arah dengan yang diharapkan.
Permasalahan ini diatasi dengan menarik CT kepermukaan sehingga terjadi torque release dan kemudian arah toll face dikoreksi sesuai dengan arah yang diinginkan. Usaha tersebut berhasil sehingga CTD dapat mengebor sampai target 5665 ft TVD atau 6535 ft MD dengan arah azimuth – 2446, 77 N+/S- dan – 1771,73 E+/W-., dimana target perencanaan adalah kedalaman 5555,2 s/d 5689,8 ft untuk TVD, 6413,0 s/d 6571,8 ft untuk MD. Sedang arah azimuth yang diharapkan adalah –2440,96 s/d 2475,6 N=/S- dan –1758,29 s/d – 1833,01 W+/E-.
Operasi squeeze cemeting merupakan proses pendesakan bubur semen melalui lubang perforasi atau lubang pada casing/liner yang bertujuan untuk memperbaiki penyemenan tahap pertama. Operasi squeeze cementing dengan CT telah banyak dikembangkan dan dibuktikan dengan prosedur operasi yang sesuai dan desain bubur semen yang baik. Diperlukan desain dan pertimbangan kontrol yang lebih tepat dibanding konvensional squeeze cement. Pengujian di laboratorium dilakukan pada thickening time, fluid loss dan rheologi bubur semen, dan harus dapat disampaikan dengan jelas untuk mewakili kondisi lapangan yang sebenarnya. Urutan test bubur semen untuk operasi dengan CT ditunjukkan pada Tabel IV-19 dan tipikal komposisi dan karakteristik bubur semen pada Tabel IV-20. Yang perlu diperhatikan dalam CT Squeeze cementing adalah tidak adanya air dan padatan yang mengendap dalam bubur semen, yield point berkisar antara 5 lbf/100 ft2 sampai 10 lbf/100 ft2 dan minimum plastic viscosity lebih kecil dari 50 cp. Keberhasilan CT squeeze ditentukan oleh penempatan dari cement coloumn off-bottom bubur semen yang stabil, sehingga kelebihan semen kecil dan dapat dipindahkan dengan cepat.

2. Operasi CT pada Operasi Produksi.
2.1. Penerapan CT Pada Penyelesaian Sumur
Penggunaan CT untuk komplesi sumur masih terbatas untuk perforasi dan komplesi tubing yang sederhana, dimana untuk komplesi yang rumit seperti dual completion atau ESP completion, CT masih belum dapat digunakan secara optimal.
Untuk perforasi sumur, CT dapat digunakan untuk menggantikan wireline atau tubing, terutama untuk sumur-sumur deviasi tinggi atau sumur horizontal. Coiled Tubing Throught-Tubing Type atau Coiled Tubing Conveyed Perforation dapat digunakan. TCP ini dapat digunakan untuk melubangi melalui casing produksi, tubing maupun liner. Peralatan penembakan dipasang pada CT, diaktifkan menggunakan tenaga elektr-ik melalui wireline atau hidrolik. Umumnya dipakai nitrogen untuk menggantikan fluida komplesi, dengan maksud penembakan pada kondisi underbalance agar runtuhan hasil perforasi dapat dibersihkan dengan sendirinya oleh fluida formasi. Untuk sumur horiril, umumnya densitas perforasi 8 - 12 SPF dan mekanisme penembakan dengan mengutamakan Shapper Actualed Firing Equipment atau dapat juga dengan mekanisme hidrolik (BAKER)
Penggunaan CT untuk tubing completion, saat ini telah dikembangkan tiga teknik penyelesaian sumur, masing-masing adalah Velocity String Completion, Externally Upset Completion, dan Spoolable Non Upset Completion. Prinsip dasar teknik komplesi velocity string adalah memasukkan pipa dengan diameter lebih kecil ke dalam pipa komplesi yang sudah ada, yang diharapkan mampu untuk mempercepat aliran fluida dari sumur ke permukaan. Velocity string completion dapat diterapkan pada sumur-sumur yang mengalami penurunan produksi karena penurunan tekanan formasi, sumur ber-GOR tinggi, atau sumur-sumur gas dengan tingkat produksi minimal dan tekanan alir bawah permukaan masih mampu menanggulangi kehilangan tekanan di tubing. Yang harus diperhatikan adalah bahwa tekanan alir bawah permukaan harus melebihi atau lebih besar dari friction loss fluida produksi di tubing, tekanan hidrostatik dan semua tekanan permukaan.
Externally Upset Completion merupakan metode penyelesaian sumur dengan penggabungan CT dengan peralatan-peralatan komplesi yang biasa digunakan pada penyelesaian konvensional seperti gas lift mandrell, sub surface safety valve, SSD, dan lainnya. CT hanya digunakan untuk menggantikan keberadaan tubing produksi. Komplesi ini dapat dilakukan pada sumur-sumur baru yang diproduksikan maupun operasi kerja ulang.
Spoolable Non Upset Completion adalah penyelesaian sumur dengan CT yang telah didesain bersama dengan alat-alat komplesi yang akan dipasang. Alat-alat komplesi dipasang sekaligus pada CT di pabrik dengan cara pengelasan, kemudian digulung dengan CT reel. CT reel dan peralatan CT lainnya kemudian dimobilisasikan ke lokasi sumur dan siap untuk dipasang. Metode penyelesaian ini menawarkan banyak keuntungan waktu dan biaya, serta operasi pemasangan yang mudah.

2.2. Penerapan CT Pada Operasi Kerja Ulang
Pekerjaan-pekerjaan kerja ulang yang dapat dilakukan dengan CT yang akan dibahas disini meliputi pekerjaan fill removal matrik stimulation squeeze cementing, logging, dan operasi fishing. Kenyataannya masih banyak lagi pekerjaan-pekerjaan workover yang dapat dilakukan dengan CT, secara skematik dapat dilihat pada lampiran.

a. Operasi Fill Removal
Operasi fill removal merupakan operasi pemindahan atau pengangkatan material fill yang berupa pasir maupun padatan-padatan lain ke permukaan. CT digunakan untuk peralatan sirkulasi fluida pembersih dengan keunggulan tanpa adanya sambungan, disamping dapat ditambahkannya drill motor dan bit untuk pengendapan material fill yang kompak. Material fill ini perlu diketahui karakteristiknya, seperti ukuran dan densitas, kelarutan maupun compressive strength-nya, selain itu juga tempat pengendapan material tersebut. Untuk selanjutnya ditentukan fluida pembersih yang akan digunakan pendesainan operasi. Fluida yang digunakan dapat berupa air, biopolymer, nitrogen kering, atau mist.
Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam pendesainan operasi fill removal meliputi profil sumur dan komplesi, parameter reservoir, produksi dan peralatannya serta karakteristik dari material fill itu sendiri. Untuk sumur horisontal, material fill cenderung terendapkan pada bagian bawah lubang dan di bagian buildup, sehingga diperlukan penanganan yang baik terhadap fluida pembersih tertentu, yang berhubungan dengan potensial kerusakan formasi. Keberhasilan operasi ditentukan berdasar kemampuan fluida pembawa/pembersih mengangkat material fill ke permukaan tanpa menimbulkan terjadinya problem kerusakan pada formasi maupun tempat-tempat lain.

b. Operasi Matrix Stimulation
Merupakan suatu operasi injeksi asam atau fluida treatment lain ke dalam formasi produktif untuk memperbaiki permeabilitas alami formasi. Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebagai pertimbangan dalam matrix stimulation dengan CT adalah identifikasi kerusakan, komposisi dan sumber dari kerusakan, sistem komplesi, parameter reservoir dan pertimbangan peralatan serta fluida treatment.
Pemilihan fluida treatment yang sesuai ditentukan dengan jenis kerusakan, lokasi dan kemungkinan-kemungkinan adanya substrate lain seperti karat, scale dan lainnya. Pertimbangan yang diperlukan berupa karakteristik kerusakan, reaksi fluida treatment dengan formasi dan pencegahan karat terhadap peralatan maupun personel. Volume treatment umumnya ditentukan berdasar pengalaman di lapangan.
Keberhasilan pekerjaan treatment ini bergantung pada keseragaman distribusi fluida treatment yang masuk ke dalam interval produksi. Fluida treatment cenderung masuk ke daerah yang permeabilitasnya tinggi atau kerusakannya sedikit daripada daerah berpermeabilitas rendah. Dengan pengaliran aliran fluida melalui pemompaan yang kontinyu dan menggerak-gerakkan CT dan nozzle akan memungkinkan fluida treatment juga masuk ke daerah yang permeabilitasnya rendah, sehingga keefektifan treatment tercapai.
c. Operasi Logging
Logging dengan CT dapat dilakukan dengan aman, cepat dan target bisa tercapai. Kecepatan penurunan dapat melebihi 100 fpm pada sumur-sumur vertikal maupun horizontal. Adanya kabel wireline dalam CT dapat digunakan sebagai alat bantu dan kontrol di permukaan, dan sebagai penanggulangan terhadap tekanan dipakai sistem Conductor Deployment.
Penggunaan CT untuk logging dapat dilakukan pada sumur-sumur open hole maupun cased hole, dapat juga ditambah dengan peralatan perforasi. Dewasa ini juga dikembangkan peralatan logging yang digunakan kontinyu selama operasi pemboran, atau lebih dikenal dengan Logging While Drilling (LWD), dengan penggunaan CT pada operasi pemborannya.

d. Operasi Pemancingan
Pemakaian CT untuk operasi fishing (pemancingan) disarankan untuk mendesain dan memilih konfigurasi peralatan yang cermat agar operasinya dapat berjalan dengan efisien dan efektif. Faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan meliputi biaya versus kemungkinan keberhasilan, kondisi sumur, panjang lubricator dan penarikan fishnya. Penarikan fish oleh CT harus memperhatikan tensile strength CT, kedalaman, deviasi sumur dan beban fish itu sendiri. Peralatan bawah permukaan yang digunakan dapat berupa overshot dan spears, hydraulic jar, knuckle joint atau dapat menggunakan fishing motor untuk memutar overshot.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar