## Aplikasi Berbasis Web Untuk Desain Hidrolika Pengeboran
Web-based Application for Drilling Hydraulics Design
Meredita Susanty 1 , Raka Sudira Wardana 2
1 Program Studi Ilmu Komputer, Universitas Pertamina
2 Program Studi Teknik Perminyakan, Universitas Pertamina E-mail: 1 meredita.susanty@universitaspertamina.ac.id, 2 raka.sw@universitaspertamina.ac.id

## Abstrak
Desain hidrolika merupakan salah satu parameter penting pada operasi pengeboran minyak, gas, dan  energi  panas  bumi.  Kesalahan  dalam  menentukan  parameter  hidrolika  pengeboran  akan menyebabkan  permasalahan  pengeboran  seperti  semburan  liar,  kehilangan  sirkulasi  dan  juga pipa terjepit. Dalam proses mendesain parameter hidrolika pengeboran perlu memperhitungkan banyak  parameter  seperti  tpe  rheologi  fluida  pengeboran,  tipe  peralatan  di  permukaan, komponen  pipa  pengeboran,  ukuran  nozzle  bit  dan  konfigurasi  sumur  pengeboran.  Prosedur perhitungan  iteratif  yang  panjang  diperlukan  untuk  menentukan  desain  parameter  hidrolika pengeboran. Oleh karena itu perangkat lunak sering digunakan. Sayangnya, mayoritas software saat  ini  masih  berbasis desktop .  Persyaratan  untuk  prosedur  penginstalan,  lisensi  terbatas,  dan ketidakmampuan  untuk  menjalankan  fungsi  tertentu  pada  PC  tertentu  semuanya  dapat mempersulit  penggunaan  program  berbasis  desktop.  Kondisi  kerja  saat  ini  mengharuskan pekerjaan dilakukan dari mana saja. Riset ini mengatasi keterbatasan aksesibilitas pada aplikasi yang  umumnya  digunakan  oleh  akademisi  dan  praktisi  di  industri  minyak  dan  gas  serta  panas bumi untuk praktisi dan akademisi untuk membangun sumur lintasan  dengan mengembangkan perangkat  lunak  berbasis web yang  dapat  digunakan  secara  gratis.  Aplikasi  web-based  dapat diakses melalui internet memungkinkan akses dari berbagai perangkat dan lokasi yang berbeda. Pengembangan  dilakukan  menggunakan  pendekatan waterfall ;  pemodelan  dan  perancangan aplikasi  menggunakan unified  modeling  language (UML)  dan  pengujian  fungsional menggunakan metode black box .
Kata kunci: Hidrolika Pengeboran, Aplikasi Berbasis Web

## Abstract
Hydraulics  design  is  an  important  parameter  in  oil,  gas  and  geothermal  energy  drilling operations.  Errors  in  determining  the  parameters  of  drilling  hydraulics  will  cause  drilling problems  such  as  wild  blows,  loss  of  circulation  and  also  stuck  pipes.  In  the  process  of designing drilling hydraulics parameters, it is necessary to take into account many parameters such  as  the  rheological  type  of  drilling  fluid,  type  of  surface  equipment,  drilling  pipe components,  nozzle  bit  size  and  drilling  well  configuration.  A  lengthy  iterative  calculation procedure  is  required  to  determine  the  design  of  drilling  hydraulics  parameters.  Therefore software  is  often  used.  Unfortunately,  the  majority  of  software  is  still  desktop-based. Requirements for installation procedures, limited licenses, and the inability to perform certain functions  on  certain  PCs  can  all  make  it  difficult  to  use  desktop-based  programs.  Current working conditions require work to be done from anywhere. As a result, a web-based tool that practitioners  and  academics  alike  could  use  to  build  track  wells  using  any  device  with  an internet  connection  was  required.  The  aim  of  this  research  is  to  develop  web-based  software that can be used by academics and practitioners in the oil and gas and geothermal industries to design drilling hydraulics parameters.
Keywords: Drilling Hydraulics, Web-Based Application

## 1. PENDAHULUAN
Pada  operasi  pengeboran  minyak,  gas  dan  panas  bumi,  salah  satu  parameter  penting yang  harus  didesain  adalah  hidrolika  pengeboran.  Hidrolika  merupakan  cabang  ilmu  yang mempelajari  proses  perpindahan  liquid  melalui  pipa  ataupun  saluran. Hidrolika  pengeboran merupakan  parameter  yang  membahas  tentang  proses  aliran  fluida  pada  sistem  sirkulasi pengeboran,  tekanan  pada  sistem  dan  kehilangan  tekanan  yang  terjadi  di  sepanjang  sistem sirkulasi pengeboran. Pompa pengeboran merupakan salah satu komponen pada sistem sirkulasi pengeboran yang berperan penting pada hidrolika pengeboran.
Pada pengeboran sumur vertikal, biasanya rangkaian pipa pengeboran akan terdiri drill pipe dan drill collar seperti terlihat pada Gambar 1. Seperti terlihat pada Gambar 1, aliran fluida di dalam sistem sirkulasi akan mengalir dari surface equipment , masuk ke dalam drillpipe dan drillcollar kemudian  keluar  dari bit pengeboran  dan  melalui annulus . Annulus merupakan rongga  di  antara  pipa  pengeboran  dengan  dinding  formasi  ( open  hole )  dan casing .  Dengan konfigurasi  pipa  tersebut,  maka  kehilangan  tekanan  di  sepanjang  sistem  sirkulasi  terjadi  pada surface  equipment (∆Ps), drill  pipe (∆Pdp), drill  collar (∆Pdc), bit (∆Pb),  dan annulus (∆Pa). Untuk  menghitung  kehilangan  tekanan  sepanjang  sistem  sirkulasi  pengeboran  seluruh kehilangan tekanan di sepanjang sistem sirkulasi dijumlahkan.
Gambar 1. Sistem Sirkulasi Pengeboran
Gambar 2. Proses Perhitungan Kehilangan Tekanan
Pompa lumpur pengeboran harus didesain untuk bisa memberikan tekanan yang cukup untuk mengatasi kehilangan tekanan di sepanjang sistem sirkulasi pengeboran. Oleh karena itu perhitungan  kehilangan  tekanan  di  sepanjang  sistem  sirkulasi  pengeboran  penting  dilakukan dalam  mendesain  kemampuan  pompa  lumpur  pengeboran.  Bila  desain  pompa  lumpur
Menentukan reologi fluida
Menghitung kecepatan fluida
Menentukan tipe aliran Menghitung kehilangan tekanan pada tiap penampang aliran ∆Ps (Surface Equipment) ∆Pdp ( Drill Pipe ) ∆Pb (Bit) ∆Pa ( Annulus ) Pompa Lumpur Pengeboran ∆Pdc ( Drill Collar ) Casing Open Hole
pengeboran tidak  dilakukan  dengan tepat maka  akan berpengaruh  pengangkatan  serpih  batuan pengeboran ( cutting ) dan juga kecepatan laju pengeboran.
Dalam  proses  menghitung  kehilangan  tekanan  pada  sistem  sirkulasi  pengeboran  perlu memperhitungkan  banyak  parameter  seperti  tipe  rheologi  fluida  pengeboran,  tipe  peralatan  di permukaan, komponen pipa pengeboran, ukuran nozzle bit dan konfigurasi sumur pengeboran. Diperlukan  proses  perhitungan  yang  cukup  panjang  untuk  mendapatkan  total  kehilangan tekanan  pada  sistem  sirkulasi  pengeboran  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Pertama, menentukan  Reologi  dari  fluida  pengeboran  yang  digunakan.  Reologi  adalah  studi  yang mempelajari  tentang  pergerakan  fluida,  dan  sifat  fluida  seperti  viskositas  yang  dapat mempengaruhi  fungsi  penting  lumpur  pengeboran  [1].  Biasanya,  sifat  reologi  diukur menggunakan viskometer rotasi. Reologi yang umum digunakan pada pengeboran adalah model Newtonian, Bingham Plastic dan Power Law [2]. Fluida Newtonian adalah fluida yang proporsi antara  tegangan  geser  dan  laju  geser  tidak  tergantung  pada  laju  geser  [3].  Contoh  fluida Newtonian  adalah  air,  gas,  dan  minyak  ringan  [4]. Model  Bingham  memiliki  asumsi  bahwa dibutuhkan tekanan tertentu untuk membuat fluida menjadi bergerak [5]. Model Bingham cocok untuk  fluida  newtonian  yang  ditambahkan  solid  dengan  karakter  seperti  clay  [6]. Pada  model Power Law, digunakan standar persamaan matematika untuk menggambarkan kurva non linier [5]. Model  Lumpur  pengeboran  yang  tidak  berbahan  dasar  air  akan  lebih  cocok  untuk dimodelkan dengan model Power Law [7].
Kedua,  setelah  mengetahui  tipe  fluida,  dilakukan  perhitungan  kecepatan  fluida  sesuai dengan laju alir dan diameter penampang. Ketiga, menentukan tipe aliran fluida. Terdapat tiga tipe aliran fluida yaitu [8]:
1. Aliran laminar: dalam aliran laminar, lapisan fluida bergerak sejajar satu sama lain secara terkendali.
2. Aliran turbulen: aliran ini terjadi pada laju geser yang tinggi, di mana partikel fluida bergerak  secara  tidak  beraturan  dan  kacau  serta  terdorong  ke  depan  oleh  pusaran arus.
3. Aliran  transisi:  aliran  ini  terjadi  saat  aliran  berubah  dari  laminar  ke  turbulen  atau sebaliknya
Penentuan tipe aliran fluida dilakukan dengan menghitung Reynold Number (Re) yang merupakan  rasio  antara  gaya  inersia  dan  gaya  viskositas  pada  fluida  dalam  sistem  untuk menentukan  tipe  aliran  fluida  dalam  sistem.  Re  dihitung  berdasarkan  masa  jenis  fluida, kecepatan  fluida,  karakteristik  sistem  seperti  diameter  pipa,  dan  viskositas  dinamis  fluida. Ketika Re bernilai rendah, aliran cenderung menjadi laminar atau beraturan. Sebaliknya, ketika Re bernilai tinggi, aliran cenderung menjadi turbulen atau tidak beraturan.
Setelah  mendapatkan  informasi  kondisi  tipe  fluida,  tipe  aliran  dan  penampang  saluran yang digunakan, baru dapat ditentukan besarnya kehilangan tekanan. Karena adanya perbedaan bentuk  penampang  saluran,  persamaan  yang  digunakan  untuk  menghitung  kehilangan  tekanan pada  tiap  bagian  rangkaian  pipa  ( surface  equipment/drill  pipe/  drill  collar/drill  bit/annulus ) akan berbeda pula. Untuk menghitung kehilangan tekanan pada peralatan di permukaan dihitung dengan  melakukan  ekivalensi  peralatan  di  permukaan  dengan  Drill  Pipe.  International Association  of  Drilling  Contractors  (IADC)  membagi  tipe  peralatan  di  permukaan  menjadi empat  kategori,  yakni stand  pipe,  rotary  hose,  swivel, dan kelly .  Pada  umumnya,  nilai ekuivalensi standpipe,  rotary  hose,  swivel ,  dan kelly akan  lebih  rendah  daripada  nilai ekuivalensi  drill  pipe.  Oleh  karena  itu,  peralatan  ini  harus  dipilih  dengan  hati-hati  untuk memastikan  bahwa  aliran  fluida  dalam  sumur  tetap  lancar  dan  tidak  terganggu  oleh  tekanan yang tidak seimbang di dalam sistem.
Umumnya,  aplikasi  berbasis  desktop  seperti  Drillsoft® 1 menjadi  pilihan  utama  untuk keperluan tersebut. Aplikasi ini dapat digunakan untuk mendesain aplikasi hidrolika, baik untuk Pengeboran  Tekanan  Dinamis  maupun  pengeboran  konvensional.  Namun,  salah  satu
1 https://www.drillsoft.com/software/
keterbatasan  dari  aplikasi  berbasis  desktop  adalah  bahwa  pengguna  harus  menginstalnya terlebih  dahulu  di  komputer  tertentu  sebelum  dapat menggunakannya,  dan  seluruh  data terkait aplikasi disimpan secara lokal di komputer tersebut. Selain itu, aplikasi ini juga berbayar, yang dapat  menjadi  hambatan  bagi  beberapa  pengguna  yang  memerlukan  solusi  yang  lebih terjangkau. Untuk mengatasi keterbatasan aksesibilitas yang ada saat ini, penelitian ini bertujuan membangun  aplikasi  berbasis  web  yang  bisa  digunakan  untuk  mendesain  parameter  hidrolika pengeboran  secara online oleh  akademisi  maupun  praktisi  di  industri  minyak,  gas,  dan  panas bumi.  Aplikasi web-based dapat  diakses  melalui  internet  tanpa  perlu  instalasi  pada  setiap komputer,  sehingga  memungkinkan  akses  dari  berbagai  perangkat  dan  lokasi  yang  berbeda. Selain  itu,  aplikasi  diberikan  secara  cuma-cuma  yang  dapat  mengurangi  biaya  bagi  para pengguna.  Diharapkan  dengan  adanya  aplikasi  ini  bisa  mempermudah  para praktisi migas dan panas bumi dalam melakukan operasi pengeboran.

## 2. METODE PENELITIAN
Rancang  bangun  aplikasi  mobile  dilakukan  menggunakan  mengikuti  metodologi waterfall [9]–[11]  dalam  pengembangan  perangkat  lunak.  Tahapan  pengembangan  perangkat lunak  yang  dilakukan ditunjukkan  pada    Gambar  3, yang terdiri  dari  pengumpulan  kebutuhan, desain, prototyping , pengembangan perangkat lunak dan pengujian.
• Daftar Kebutuhan
• Test Scenario
• Entity  Relationship Diagram • Class Diagram • Component Diagram • PHP • HTML • Javascript • Functional Testing
Gambar 3. Metodologi Pengembangan Perangkat Lunak

## 2.1 Pengumpulan Kebutuhan
Penelitian  ini  dimulai  dengan  penilaian  kebutuhan.  Tujuan  dari  pengumpulan persyaratan adalah untuk menentukan fitur mana yang akan dimasukkan dalam aplikasi desain hidrolika.  Eksplorasi  kebutuhan  dilakukan  dengan  melakukan  kajian  literatur,  perbandingan dengan aplikasi sejenis yang saat ini digunakan, dan wawancara dengan para profesional sektor migas  dan  panas  bumi.  Hasil  pemeriksaan  persyaratan  ini  didefinisikan  dalam  spesifikasi persyaratan  yang  berisi  persyaratan  fungsional  dan  non-fungsional.  Selama  proses  pencatatan kebutuhan,  percakapan  tambahan  dilakukan  dengan  praktisi  untuk  mengklarifikasi  atau memperjelas  area  yang  masih  belum  jelas  atau  kurang  spesifik.  Keluaran  dari  dokumentasi adalah  daftar  persyaratan  dalam  tabel.  Untuk  memeriksa  dan  memvalidasi  persyaratan  yang disiapkan,  pendekatan  pembuatan  kasus  uji  digunakan.  Jika,  selama  proses  verifikasi  dan validasi,  ditentukan  bahwa  ada  persyaratan  yang  tidak  lengkap  dan  kebutuhan  yang  tidak konsisten atau bertentangan dengan persyaratan lainnya, praktisi dikonsultasikan sekali lagi dan kebutuhan tersebut direvisi tergantung pada hasil konsultasi.

## 2.2 Desain
Pada  tahapan  desain  diidentifikasi  komponen-komponen  perangkat  lunak  dan keterhubungangannya berdasarkan daftar kebutuhan final yang sudah diverifikasi dan validasi. Tujuannya  adalah  untuk  memahami  struktur  dan  organisasi  perangkat  lunak.  Dalam  proses desain,  sudut  pandang  yang  digunakan  meliputi  sudut  pandang  logis,  proses,  dan  fisik  [12]. Sudut  pandang  logis  menunjukkan  abstraksi  dalam  sistem  sebagai  objek  atau  kelas  objek, sedangkan sudut pandang proses menggambarkan bagaimana proses berinteraksi saat berjalan.
Pengumpulan Kebutuhan Desain Pengembangan Pengujian
Sudut  pandang fisik menunjukkan  bagaimana perangkat  keras dan  komponen  perangkat lunak didistribusikan  dalam  sistem.  Diagram  UML,  seperti  class  diagram,  sequence  diagram,  dan component  diagram,  digunakan  untuk  menjelaskan  desain  dari  masing-masing  sudut  pandang [13].

## 2.3 Pengembangan
Pada tahapan ini dilakukan kegiatan pemrograman untuk merealisasikan desain menjadi suatu perangkat lunak. Pengembangan aplikasi desain hidrolika berbasis web ini dikembangkan dengan memanfaatkan berbagai tools dan library yang dijabarkan pada Tabel I.
Tabel 1 Tools dan Library yang Digunakan Tools/ Library Deskripsi JQuery Pustaka Javascript yang berisikan kumpulan kode atau fungsi program Javascript yang siap dipakai dalam pembuatan aplikasi web Bootstrap Framework untuk membuat aplikasi web yang responsive secara cepat, mudah dan gratis. Bootstrap terdiri dari CSS dan HTML untuk menghasilkan Grid, Layout, Typography, Table, Form, Navigation. Plotly.js Pustaka yang digunakan untuk membuat graf, diagram dalam bentuk 3 dimensi (3D). Chart.js Plugin Javascript yang memanfaatkan element canvas yang dibuat untuk membuat graf, diagram dalam bentuk 2 dimensi (2D). Laravel Framework untuk pengembangan website berbasis bahasa pemrograman PHP yang mendukung arsitektur Model View Control Laravel Excel Package yang untuk membuat laporan dalam format excel pada framework Laravel Apache Open Source Web Server

## 2.4 Pengujian
Setelah  proses  pengembangan  perangkat  lunak  selesai  dilakukan  pengujian.  Tahap pengujian  fungsional  dilakukan  menggunakan  pendekatan black-box [14]  mengikuti  skenario pengujian yang ditentukan pada tahapan validasi dan verifikasi kebutuhan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Pengumpulan Kebutuhan
Dari  tahapan  pengumpulan  kebutuhan  didapatkan  daftar  kebutuhan  seperti  yang dideskripsikan pada Tabel 2. Untuk setiap perhitungan yang, persamaan yang digunakan dapat dilihat pada persamaan (1) hingga (15).
Tabel 2 Daftar Kebutuhan Desain Pressure Loss
No. Kebutuhan Menu Aplikasi
1 Window menu "Input Group"
2 Input parameter "Input Measured Depth"
- Total Measured Depth [ft]: (ft, desimal, positif real value)
3 Input parameter "Input Hole Section"
3.1 Parameter input "Surface Casing":
- Length [ft]: ft, desimal, positif real value
- Inner Diameter [inch]: inch, desimal, positif real value
3.2 Parameter input "Open Hole Section":
- Length [ft]: ft, desimal, positif real value
- Inner Diameter [inch]: inch, desimal, positif real value
4 Input parameter "Input Drill String"
- Drill Pipe Length [ft]: desimal, positif real value
- Drill Pipe Outer Diameter [in]: desimal, positif real value
- Drill Pipe Internal Diameter [in]: desimal, positif real value
- Drill Collar Length [ft]: desimal, positif real value
- Drill Collar Outer Diameter [in]: desimal, positif real value
- Drill Collar Internal Diameter [in]: desimal, positif real value
5 Input parameter "Input Drilling Fluid Information":
- Mud Density [ppg]: desimal, positif real value
- Plastic Viscosity [cp]:  desimal, positif real value
- Total Area Nozzle [inch2]: desimal, positif real value
- Yield Point [lb/100ft2]: desimal, positif real value
- Flow Rate [gpm]: desimal, positif real value
- Koeffisien Discharge [0.95]: desimal, positif real value
6 Input parameter "Input Surface Equipment Type":
- Surface Equipment Type: Dropdown list (Combination 1, combination 2, combination 3, combination 4)
- Equivalent Drill Pipe Type: Dropdown list (Equivalent Drill Pipe 3.5", 13.3 lb/ft, Equivalent
Drill Pipe 4.5", 16.6 lb/ft, Equivalent Drill Pipe 5", 19.5 lb/ft)
7 Semua parameter wajib diisi
8 Aplikasi mampu melakukan perhitungan total kehilangan tekanan di dalam sistem sirkulasi dengan menggunakan persamaan 1
9 Aplikasi mampu melakukan perhitungan kehilangan tekanan pada surface equipment (sesuai tipe kombinasi yang dipilih) dengan menggunakan persamaan 2 hingga persamaan 6
9.1 Aplikasi mampu menentukan panjang ekivalensi drill pipe berdasarkan tipe kombinasi yang dilih oleh
9.2 Aplikasi mampu menghitung kecepatan fluida dengan persamaan 2
9.3 Aplikasi mampu menghitung Apparent Viscosity dengan persamaan 3
9.4 Aplikasi mampu menghitung Bilangan Rheynolds dengan menggunakan persamaan 4
9.5 Aplikasi mampu menentukan tipe aliran berdasarkan kriteria NRe> 2,100 maka aliran termasuk ke dalam aliran turbulen bila N_Re< 2,100 maka aliran termasuk ke dalam aliran turbulen
9.6 Aplikasi mampu menghitung kehilangan tekanan sesuai tipe aliran menggunakan persamaan 5 dan 6
10 Aplikasi mampu melakukan perhitungan kehilangan tekanan di dalam rangkaian Drill Pipe dan Drill Collar dengan menggunakan persamaan 2 hingga persamaan 6
10.1 Aplikasi mampu menghitung kecepatan fluida dengan persamaan 2
10.2 Aplikasi mampu menghitung Apparent Viscosity dengan persamaan 3
10.3 Aplikasi mampu menghitung Bilangan Rheynolds dengan menggunakan persamaan 4
10.4 Aplikasi mampu menentukan tipe aliran berdasarkan kriteria NRe> 2,100 maka aliran termasuk ke dalam aliran turbulen bila N_Re< 2,100 maka aliran termasuk ke dalam aliran turbulen
10.5 Aplikasi mampu menghitung kehilangan tekanan sesuai tipe aliran menggunakan persamaan 5 dan 6
11 Aplikasi mampu melakukan perhitungan kehilangan tekanan di bit dengan menggunakan persamaan 7
12 Aplikasi mampu melakukan perhitungan kehilangan tekanan di annulus dengan menggunakan persamaan 8 hingga 12
12.1 Aplikasi mampu menghitung kecepatan fluida dengan persamaan 8
12.2 Aplikasi mampu menghitung Apparent Viscosity dengan persamaan 9
12.3 Aplikasi mampu menghitung Bilangan Rheynolds dengan menggunakan persamaan 10
12.4 Aplikasi mampu menentukan tipe aliran berdasarkan kriteria NRe> 2,100 maka aliran termasuk ke dalam aliran turbulen bila N_Re< 2,100 maka aliran termasuk ke dalam aliran turbulen
12.5 Aplikasi mampu menghitung kehilangan tekanan sesuai tipe aliran menggunakan persamaan 11 dan 12
Kehilangan tekanan di sepanjang sistem sirkulasi pengeboran pada  Gambar 1  dihitung dengan persamaan [6]:
∆𝑃 𝑡 =   ∆𝑃 𝑠 +   ∆𝑃 𝑑𝑝 +   ∆𝑃 𝑑𝑐 + ∆𝑃 𝑏 + ∆𝑃 𝑎 (1) 𝑣 (𝑝𝑖𝑝𝑎) = 𝑞 2.448 𝑑 2 (2) 𝜇 =   𝜃 300 (3) 𝜇 𝑝 = 𝜃 600 −   𝜃 300 (4) 𝜏 𝑦 = 𝜃 300 − 𝜇 𝑝 (5)
𝜇 𝑎 (𝑝𝑖𝑝𝑎) = 𝜇 𝑝 + 6.66 𝝉 𝒚 𝑑 𝑣 (6)
𝑁 𝑅𝑒 (𝑝𝑖𝑝𝑎) = 928 𝜌 𝑣 𝑑 µ 𝑎 (7)
∆𝑃 𝑠 =   ∆𝑃 𝑑𝑝 =   ∆𝑃 𝑑𝑐 =   ∆𝑃 𝑓 (𝑡𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛) = 𝜌 0.75 𝑣 1.75 𝜇𝑝 0.25
1,800 𝑑 1.25 ∆𝐿 (8) ∆𝑃 𝑠 = ∆𝑃 𝑑𝑝 =   ∆𝑃 𝑑𝑐 = ∆𝑃 𝑓 (𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟) = ( 𝜇 𝑝 𝒗 1,500 𝑑 2 + 𝝉 𝒚 225 𝑑 ) ∆𝐿 (9)
∆𝑃𝑏 = 8.311 × 10 −5 × 𝜌 × 𝑞 2 𝐶𝑑 2 × 𝐴𝑡 2 (10)
𝑣 (𝑎𝑛𝑛𝑢𝑙𝑢𝑠) = 𝑞 2.448 (𝑑 2 2 −𝑑 1 2 ) (11)
𝑁 𝑅𝑒 (𝑎𝑛𝑛𝑢𝑙𝑢𝑠) = 757 𝜌 𝑣 (𝑑 2 −𝑑 1 ) µ 𝑎 (12)
𝜇 𝑎 (𝑎𝑛𝑛𝑢𝑙𝑢𝑠) = 𝜇 𝑝 + 5 𝝉 𝒚 (𝑑 2 −𝑑 1 ) 𝑣 (13) ∆𝑃 𝑎 (𝑡𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛) = 𝜌 0.75 𝑣 1.75 𝝁𝒑 0.25 1,396 (𝑑 2 −𝑑 1 ) 1.25 ∆𝐿 (14)
∆𝑃 𝑎 (𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟) = 𝜇 𝑝 𝒗 1,000 (𝑑 2 −𝑑 1 ) 2 + 𝝉 𝒚 200(𝑑 2 −𝑑 1 ) ∆𝐿 (15)
Keterangan:
∆Ps : kehilangan tekanan pada peralatan di permukaan  ( Surface Equipment ) seperti pada standpipe , Kelly hose .
∆Pdp : kehilangan tekanan pada komponen Drill Pipe ∆Pdc : kehilangan tekanan pada komponen Drill Collar ∆Pb : kehilangan tekanan pada bit. ∆Pa : kehilangan tekanan pada annulus ∆𝑃𝑏 : Kehilangan tekanan pada bit (psi) 𝜌 : Densitas fluida pengeboran (ppg) Q : Flow rate (gpm) At : Total luas area nozzle (inch 2 ) Cd
: Koeffisien discharge (0.95)
𝑣 : kecepatan fluida 𝑞 : laju alir fluida
𝑑
: diameter channel
∆L : panjang channel μ p : viskositas plastik
μ a : viskositas apparent
τ y : yield point N Rec
: Bilangan Reynold ∆P f : Total kehilangan tekanan
Surface equipment dari sistem sirkulasi di rig pengeboran terdiri dari standpipe , rotary hose, swivel dan kelly pipe. International Association of Drilling Contractors (IADC) membagi tipe surface  equipment menjadi  empat  kategori  tersebut  berdasarkan  kombinasi  ukuran Inner Diameter (ID)  dan  panjang  dari  masing-masing  komponen.  Untuk  menghitung  kehilangan tekanan  pada surface equipment ,  digunakan persamaan  yang sama  dengan  kehilangan  tekanan pada Drill Pipe dan Drill Collar . Namun perlu dilakukan ekuivalensi untuk mendapatkan nilai diameter channel ( 𝑑 ) dan panjang channel ( ∆L ). Ekuivalensi dilakukan dengan mengacu Tabel 3 dan Tabel 4. Engineer bisa mencocokan surface equipment yang digunakan di lapangan dengan data  pada  tabel  1  untuk  menentukan  tipe  dari surface  equipment .  Selanjutnya  untuk  masing  – masing  tipe  peralatan  di  permukaan  diekivalensikan  dengan  panjang  Drill  Pipe  seperti  pada Tabel 2. Contohnya, bila surface equipment masuk ke dalam tipe kombinasi 1 maka kehilangan tekanan  di surface  equipment bisa diekivalensikan  dengan  kehilangan  tekanan  pada  Drill  Pipe 3.5",  13.3  lb/ft  sepanjang  437  ft  atau  133  m.    Kehilangan  tekanan  di surface  equipment bisa dihitung  dengan  menggunakan  rumus  perhitungan  kehilangan  tekanan  di  dalam  Drill  Pipe dengan panjang sesuai dengan ekivalensinya.
Tabel 3 Tipe Kombinasi Surface Equipment berdasarkan IADC [6]
Komponen Kombinasi 1 Kombinasi 2 Kombinasi 3 Kombinasi 4 ID Panjang ID Panjang ID Panjang ID Panjang in cm ft m in cm ft m in cm ft m in cm ft m Standpipe 3 7.6 40 12.2 3.5 8.9 40 12.2 4 10.2 45 13.7 4 10.2 45 13.7 Rotary Hose 2 5.1 45 13.7 2.5 6.4 55 16.8 3 7.6 55 16.8 3 7.6 55 16.8 Swivel 2 5.1 4 1.2 2.5 6.4 4 1.5 2.5 7.6 6 1.8 3 7.6 6 1.8 Kelly Pipe 2.5 5.7 40 12.2 3.3 8.3 40 12.2 3.3 10.2 40 12.2 4 10.2 40 12.2 *ID: internal diameter
Tabel 4 Ekivalensi Panjang untuk Setiap Kombinasi S urface Equipment [6] Equivalent Drill Pipe Kombinasi 1 Kombinasi 2 Kombinasi 3 Kombinasi 4 ft m ft m ft m ft m 3.5"-OD, 2.764”-ID, 13.3 lb/ft 437 133 161 49 4.5"-OD, 3.826”-ID 16.6 lb/ft 761 232 479 146 340 104 5"-OD, 4.276”-ID 19.5 lb/ft 816 249 576 176

## Gambar 4. Diagram Alir Algoritma Perhitungan Kehilangan Tekanan

## 3.2 Desain
Kebutuhan yang dispesifikkan pada Tabel 1 diformalkan dalam bentuk diagram alir seperti ditunjukkan pada  Gambar  4.  Diagram  alir  ini  nantinya  akan  digunakan  sebagai  dasar  untuk  melakukan pengembangan.  Berdasarkan  kebutuhan  yang  ditentukan,  dirancang  desain  arsitektur  yang  mencakup desain class  diagram dan component  diagram seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  5  dan  Gambar  6. Seluruh  perhitungan  dilakukan  pada  function Calculate() kemudian  hasil  perhitungan  ditampilkan dengan memanggil fungsi DisplayChart() . Secara  umum,  alur  perhitungan  pada  system  ditunjukkan  dalam sequence  diagram pada  Gambar  7. Input yang diberikan pengguna, dikirmkan ke server kemudian perhitungan dilakukan di sisi server sesuai dengan persamaan yang ditentukan.
Gambar 6. Component Diagram
Gambar 7. Sequence Diagram

## 3.3 Pengembangan
Desain perangkat lunak berhasil diimplementasikan sehingga menghasilkan sistem informasi berbasis  web  yang  dikembangkan  menggunakan  bahasa  pemrograman  PHP  dan  HTML  dan Javascript  untuk front-end .  Aplikasi  yang  dikembangkan  memiliki  fitur-fitur  sesuai  dengan kebutuhan yang ada pada daftar kebutuhan di Tabel 2. Beberapa fitur yang diimplementasikan dalam  sistem  informasi  yang  dikembangkan  ditunjukkan  pada  Gambar  8  hingga  Gambar  10. Aplikasi  berbasis  web  dapat  diakses  di  alamat harry-up.id dan  siap  digunakan  baik  untuk akademisi  untuk  proses  pembelajaran  maupun  oleh  praktisi  untuk  melakukan  desain  sumur pengeboran.
Gambar 8. Halaman Input Parameter ( Requirement 1 hingga 6)
Gambar 9. Halaman Hasil Perhitungan Desain Hidrolika ( Requirement 8 dan 12)

## 3.4 Pengujian
Pengujian  fungsional  yang  dilakukan  secara black box  dilakukan  berdasarkan  skenario pengujian yang ditunjukkan pada Tabel 5. Seluruh skenario pengujian lolos uji.
Tabel 5 Skenario Pengujian Fungsional Test Skenario Input Hasil yang diharapkan Hasil Pengujian Menghitung  kehilangan tekanan  pada  peralatan permukaan • Surface Equipment Type: Combination 3 • Equivalent  Drill  Pipe  Type:  Equivalenr
Drill Pipe 4.5”, 16.6 lb/ft [ft]
• Mud Density [ppg]: 10.5 • Plastic Viscosity (μp) [cP]: 35 • Yield Point [lb/100 ft2]: 6 • Flow Rate [gpm]: 300 29.07 Lolos Menghitung  kehilangan tekanan pada drill pipe • Flow Rate [gpm]: 300 576.58 Lolos
• Mud Density [ppg]: 10.5
• Plastic Viscosity (μp) [cP]: 35 • Yield Point [lb/100 ft2]: 6 • Drill Pipe Length [ft]: 9500 • Drill Pipe Outer Diameter [in]: 4.5
• Drill Pipe Inner Diameter [in]: 3.826 Menghitung  kehilangan tekanan pada drill collar • Flow Rate [gpm]: 300 • Mud Density [ppg]: 10.5 • Plastic Viscosity (μp) [cP]: 35 • Yield Point [lb/100 ft2]: 6 • Drill Collar Length [ft]: 450 • Drill Collar Outer Diameter [in]: 6.75 • Drill Collar Inner Diameter [in]: 2.25 340.03 Lolos Menghitung kehilanan
tekanan pada drill bit • Flow Rate [gpm]: 300 • Mud Density [ppg]: 10.5 • Total Area Nozzle [inch²]: 0.28 • Koeffisien Discharge [0.95]: 0.95 1109.99 Lolos Menghitung  kehilangan tekanan pada annulus • Total Measured Depth [ft]: 9950 • Casing Shoe Length [ft]: 6500 • Measurement Depth Base [ft]: 6500 • Inner Diameter [in]: 8.755 • Outer Diameter [in]: 9.625 • Open Hole Section Length [ft]: 3450 • Measurement Depth Base [ft]: 3450 • Inner Diameter [in]: 8.5
• Outer Diameter [in]: 8.5
• Flow Rate [gpm]: 300 • Mud Density [ppg]: 10.5 • Plastic Viscosity (μp) [cP]: 35 • Yield Point [lb/100 ft2]: 6 • Drill Pipe Length [ft]: 9500 • Drill Pipe Outer Diameter [in]: 4.5 • Drill Collar Length [ft]: 450
• Drill Collar Outer Diameter [in]: 6.75 142.43
Lolos Menghitung
total kehilangan  tekanan  di sepanjang sistem sirkulasi • Total Measured Depth [ft]: 9950 • Casing Shoe Length [ft]: 6500
• Measurement Depth Base [ft]: 6500
• Inner Diameter [in]: 8.755 • Outer Diameter [in]: 9.625 • Open Hole Section Length [ft]: 3450 • Measurement Depth Base [ft]: 3450 • Inner Diameter [in]: 8.5
• Outer Diameter [in]: 8.5 • Flow Rate [gpm]: 300 • Mud Density [ppg]: 10.5 • Plastic Viscosity (μp) [cP]: 35 • Yield Point [lb/100 ft2]: 6 • Drill Pipe Length [ft]: 9500 • Drill Pipe Outer Diameter [in]: 4.5 • Drill Pipe Inner Diameter [in]: 3.826 • Drill Collar Length [ft]: 450 • Drill Collar Outer Diameter [in]: 6.75 • Drill Collar Inner Diameter [in]: 2.25
• Total Area Nozzle [inch²]: 0.28 • Koeffisien Discharge [0.95]: 0.95
2198.12
Lolos

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Aplikasi yang dibuat  berhasil melakukan perhitungan kehilangan tekanan di sepanjang sistem  sirkulasi  pengeboran  untuk  jenis  fluida  non-newtonian,  khususnya Bingham  Plastic . Pengujian yang dilakukan secara black box terhadap fungsional aplikasi menunjukkan aplikasi mampu  melakukan  perhitungan  dengan  benar  pada  setiap  komponen.  Hal  ini  menunjukkan bahwa aplikasi sudah sesuai dengan kebutuhan dan bebas dari kesalahan. Aplikasi berbasis web ini  dapat  diakses  secara  bebas  di  alamat http://harry-up.id/ berhasil  mengatasi  keterbatasan aksesibilitas  untuk  menghitung  kehilangan  tekanan  di  sepanjang  sistem  sirkulasi  dan
menentukan  kapasitas  pompa  lumpur  pengeboran  bagi  akademisi  dan  praktisi  di  industri minyak,  gas,  dan  panas  bumi.  Aplikasi  web-based  tidak  memerlukan  instalasi  pada  komputer tertentu dan dapat diakses melalui internet, memberikan fleksibilitas dan aksesibilitas yang lebih baik  dalam  penggunaannya. Sifat  aplikasi  yang open-source memungkinkan  pengguna mengakses  aplikasi  secara  gratis  menjadi  alternatif  solusi  terhadap  kendala  finansial  bagi pengguna dan organisasi yang memiliki anggaran terbatas.
Saat ini aplikasi yang ada baru mampu menghitung fluida non-newtonian tipe Bingham Plastic. Selain tipe bingham plastic pada fluida non-newtonian masih ada tipe lain seperti Power Law  dan  Herschel  Buckley.  Disamping  itu  masih  ada  fluida  Newtonian  yang  juga  digunakan dalam  pengeboran.  Aplikasi  juga  saat  ini  baru  mampu  menghitung  kehilangan  tekanan  di sepanjang  sistem  sirkulasi.  Sedangkan  dibutuhkan  juga  fitur  untuk  menghitung  Equivalent Circulating  Density (ECD)  dan juga  mendesain optimum flow  rate .  Kedepannya,  penambahan fitur  rheologi  yang  mengakomodir  perhitungan  berbagai  tipe  fluida  dan  penambahan perhitungan ECD serta optimum flow rate akan semakin mempermudah pekerjaan para praktisi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Universitas  Pertamina  yang  telah  memberi dukungan  pada  penelitian  ini  melalui  hibah  program  UPEResearch  2022  dengan  nomor  Surat Keputusan 0333B/UP-R/SK/HK.01/X/2022.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S.  Devereux, Drilling  Technology  in  Nontechnical  Language ,  Second  edi.  PennWell Corporation, 2012.
[2] A.  T.  Bourgoyne,  M.  E.  Chenevert,  and  F.  S.  Y.  Jr., Applied  Drilling  Engineering: Textbook 2 (Spe Textbook) . Society of Petroleum Engineers, 2014.
[3] R. F. Mitchell and S. Z. Miska, SPE TEXTBOOK SERIES VOL. 12 FUNDAMENTALS OF DRILLING ENGINEERING . Society of Petroleum Engineers, 2010.
[4] Drilling Engineering . Heriot Watt University, 2005.
[5] N. J. Adams and T. Charrier, Drilling Engineering A Complete Well Planning Approach . Tulsa, Oklahoma, United States: Pennwell Books, 1985.
[6] B.  Guo  and  G.  Liu, Applied drilling circulation systems : hydraulics, calculations, and models . Gulf Professional Pub, 2011.
[7] R. Caenn, H. C. H. Darley, and G. R. Gray, Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids . Elsevier Inc., 2017.
[8] H. Rabia, Well Engineering & Construction . Entrac Consulting Limited, 2002.
[9] R.  S.  Pressman  and  B.  Maxim, Software  Engineering:  A  Practitioner’s  Approach  8th Edition . McGraw-Hill Education, 2014.
[10] I. Sommerville, Software Engineering Tenth Edition . Pearson, 2016.
[11] B.  Bruegge  and  A.  H.  Dutoit, Object-Oriented  Software  Engineering  Using  UML, Patterns, and Java , 3rd ed. Pearson, 2010.
[12] P. B. Kruchten, “The 4+1 View Model of Architecture,” IEEE Softw. , vol. 12, no. 6, pp. 42–50, 1995, doi: 10.1109/52.469759.
[13] C.  Larman, Applying  UML  and  Patterns:  An  Introduction  to  Object-Oriented  Analysis and Design and Iterative Development , 3rd ed. Pearson, 2004.
[14] J.  Tian, Software  quality  engineering :  Testing,  quality  assurance,  and  quantifiable improvement . Wiley, 2005.