## ANALISA PENENTUAN OPEN END PADA PELAKSANAAN SQUEEZE CEMENTING DI ZONA POROUS SUMUR A LAPANGAN B

## Rexnord Samuel Simanungkalit 1,a
1 Jurusan Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti, Indonesia
a fazriapip@gmail.com

## Abstrak.
Penyemenan adalah proses pendorongan sejumlah bubur semen (slurry) yang mengalir dari bawah sepatu  casing  hingga  naik  ke  annulus  di  antara  casing  dan  formasi.  Bubur  semen  tersebut  akan mengeras  sehingga  mengikat  antara  casing  dengan  dinding  lubang  bor.  Menurut  tujuannya penyemenan  dapat  dibagi  dua,  yaitu  Penyemenan  Awal  (Primary  Cementing)  dan  Penyemenan Kedua  atau  Penyemenan  Perbaikan  (Secondary  atau  Remedial  Cementing).  Apabila  pada  Primary Cementing  hasil  penyemenannya  belum  sempurna  dan  mengalami  masalah,  maka  akan  dilakukan Secondary  atau  Remedial  Cementing.  Secondary  atau  Remedial  Cementing  dapat  dibagi  menjadi tiga  bagian,  yaitu  Squeeze  cementing,  Re-cementing  dan  Plug-back  cementing.  Dalam  hal  ini, penulis  lebih  menekankan  kepada  salah  satu  dari  Secondary  atau  Remedial  Cementing  yaitu Squeeze cementing.
Kata kunci . Cementing, total loss dan squeeze

## Abstract.
Cementing is the process of pushing a number of slurry which flows from the bottom of the casing shoes  to  rise  to  the  annulus  between  the  casing  and  formation.  The  cement  slurry  will  harden  so that it binds between the casing and the borehole wall. According to the purpose of cementing can be  divided  into  two,  namely  Initial  Cementing  (Primary  Cementing)  and  Second  Cementing  or Cementing  Repair  (Secondary  or  Remedial  Cementing).  If  the  Primary  Cementing  results  are  not perfect  and  have  problems,  then  Secondary  or  Remedial  Cementing  will  be  done.  Secondary  or Remedial Cementing can be divided into three parts, namely Squeeze cementing, Re-cementing and Plug-back  cementing.  In  this  case,  the  author  emphasizes  on  one  of  the  Secondary  or  Remedial Cementing namely Squeeze Cementing.
Keywords. Cementing, total loss dan squeeze

## I. PENDAHULUAN
Keberhasilan suatu operasi pemboran dapat dilihat dari keberhasilan dalam pekerjaan penyemenan. Penyemenan berpengaruh dalam kelanjutan umur suatu sumur produksi, apakah diperbaiki atau di tutup.  Maka  dari  itu,  perlu  perancangan  pekerjaan  penyemenan  yang  baik  agar  kesuksesan  dari penyemenan  tercapai.  Dari  beberapa  teknik  penyemenan,  salah  satu  teknik  penyemenan  dengan cara  memberikan  tekanan  pada  bubur  semen  (slurry)  yang  dikenal  dengan  squeeze  cementing. Secara umum, squeeze cementing ialah bubur semen (slurry) yang diberi tekanan hingga terdorong ke bawah sampai pada titik tertentu di dalam sumur untuk perbaikan sumur tersebut. Problem yang sering  dihadapi  pada  sumur  minyak  ialah  pengisolasian  air  dibawah  lubang  sumur.  Solusinya dengan  mempergunakan  bubur  semen  dan  penentuan  tekanan  squeeze.  Namun,  pada  saat  ini squeeze  cementing  juga  dipergunakan  dalam  memisahkan  zone  penghasil  hidrokarbon  dari  zone yang menghasilkan fluida lainnya.

## Studi Pustaka
Perumusan  masalah  yang  ditimbulkan  dalam  penelitian  ini  adalah  seberapa  banyak  volume  bubur semen  yang  akan  digunakan?,  seberapa  banyak  volume  displacement  yang  akan  digunakana?, seberapa jauh kita menentukan posisi dari open end pada proses cementing?

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Apabila  pekerjaan  penyemenan  pertama  (Primary  Cementing)  telah  dilakukan,  dapat  dilakukan pengecekan  keberhasilan  dengan  melakukan  running  CBL  (Cement  Bond  Logging)  dan  VDL (Variable  Density  Logging),  sehingga  dapat  diamati  sempurna  atau  terdapat  kerusakan.  Jika  pada hasil  logging  tersebut  terdapat  kerusakan  maka  dilakukan  Secondary  Cementing.  Selain  itu, Secondary  Cementing  dilakukan  apabila  proses  pemboran  gagal  mendapatkan  minyak  dan  zona produksi  yang  diperforasi  akan  ditutup.  Penyemenan  yang  kurang  baik  dapat  membuat  operasi pemboran  tidak  berjalan  lancar,  sehingga  tingkat  kualitas  dari  penyemenan  ialah  Secondary Cementing. Secondary cementing dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :

## Squeeze Cementing
Squeeze  Cementing  adalah  proses  bubur  semen  (slurry)  yang  diberi  tekanan  hingga  terdorong  ke bawah  sampai  pada  titik  tertentu  di  dalam  sumur  untuk  maksud  perbaikan  ikatan  semen  pada interfal  tertentu.  Juga  mempunyai  tujuan  untuk  :  mengurangi  water-oil  ratio,  water  gas  ratio  atau gas-oil ratio, menutup formasi  yang tidak lagi produktif, menutup lubang perforasi, menutup zona lost  circulation,  memperbaiki  kebocoran  yang  terdapat  pada  casing,  memperbaiki  primary cementing yang kurang memuaskan.
Pluck-Back  Cementing  digunakan  untuk  :  menutup  atau  meninggalkan  sumur  (abandonment), melakukan  directional  drilling  sebagai  landasan  whipstok,  yang  dikarenakan  adanya  perbedaan compressive strength antara semen dan formasi maka akan mengakibatkan perubahan arah pada bit, menutup zona air di bawah zona minyak agar water oil ratio berkurang pada open hole completion.
Klasifikasi semen berfungsi sebagai pemilihan jenis semen sesuai dengan kondisi surmur dan perlu adanya standarisasi. Klasifikasi ini menggunakan standarisasi API yang mempunyai 9 kelas semen, tergantung kedalaman dan kondisi sumur : Kelas A : Digunakan untuk penyemenan selubung dari kedalaman  0-1830  meter  (6000  ft)  dengan  temperatur  80o  C.  semen  ini  hanya  dalam  bentuk ordinary atau dengan kata lain semen biasa yang digunakan hanya untuk kondisi normal saja, Kelas B  :  Digunakan  untuk  sumur  dari  kedalaman  0  -  1830  meter  (6000  ft)  dengan  temperatur  80o  C, apabila kondisi formasi membutuhkan tahan sulfat menengah sampai tahan sulfat tinggi, Kelas C : Digunakan untuk sumur dari kedalaman 0 - 1830 meter (6000 ft) dengan temperatur 80o C, apabila kondisi membutuhkan sifat kekuatan awal tinggi, Kelas D : Digunakan untuk sumur dari kedalaman 1830 meter (6000 ft) sampai 3050 meter (10.000 ft) dengan kondisi suhu dan tekanan sedang, Kelas E : Digunakan untuk sumur dari kedalaman 3050 meter (10.000 ft) sampai kedalaman 4270 meter (14.000  ft)  dengan  kondisi  suhu  dan  tekanan  tinggi,  Kelas  F  :  Digunakan  untuk  sumur  dari kedalaman 3050 meter (10.000 ft) sampai kedalaman 4880 meter (16.000 ft) dengan kondisi suhu dan  tekanan  tinggi,  Kelas  G  :  Digunakan  sebagai  semen  pemboran  dasar  untuk  kedalaman  2440 meter  (8000  ft),  atau  dapat  digunakan  dengan  akselerator  dan  retader  untuk  memperoleh  batas jangkauan  kedalaman  sumur  dan  suhu  yang  lebih  luas,  Kelas  H  :  Digunakan  sebagai  semen pemboran  dasar  untuk  kedalaman  sampai  2440  meter  (8000ft)  dan  dapat  digunakan  dengan penambahan  akselerator  dan  retarder  untuk  memperoleh  batas  jangkauan  suhu  dan  kedalaman sumur  yang  lebih  luas,  Kelas  J  :  Digunakan  untuk  semen  dasar  pemboran  untuk  kedalaman  3660 meter  (12.000  ft)  sampai  kedalaman  4880  meter  (16.000  ft)  pada  kondisi  suhu  dan  tekanan  yang amat  tinggi  atau  dapat  digunakan  dengan  penambahan  akselerator  dan  retader  untuk  memperoleh batas jangkauan sumur dan suhu.

## III. HASIL, PEMBAHASAN DAN ANALISA
Perencanaan volume bubur semen untuk squeeze cementing dilakukan untuk mengetahui jumlah sack bubur semen dan volume aditifnya.
Volume Bubur Semen Squeeze
Berdasarkan perhitungan kapasitas diatas kita dapat menghitung volume bubur semen ( slurry ) yang akan digunakan dengan perhitungan :
Volume Slurry = (8520 ft – 8470 ft) x 0,0383 bbl/ft = 1,91299 bbl
Volume Squeeze = 8,08701 bbl
Total = 10 bbl = 56,14 cuft
Dengan perhitungan di atas didapat volume bubur semen yang dibutuhkan. Volume tersebut harus diketahui dalam jumlah sak yang akan digunakan dengan cara :
= 47,7 sak = 48 sak
Mixing Water = 48 sak x (5,251/42) = 6 bbl
Excees 10%= 2 bbl
Total = 48 sak + ((6 bbl + 2 bbl) x (5,251/42)) = 64 sak
Maka  dari  keseluruhan  perhitungan  tersebut  didapat  jumlah  sak  semen  yang dibutuhkan  ialah  sebanyak  64  sak.  Berdasarkan  jumlah  sak  tersebut  kita  dapat memperhitungkan  bahan  aditif  yang  akan  ditambahkan  kedalam  kedalam  bubur  semen. Untuk memperhitungkan konsentrasi dari aditif tersebut dengan cara : Konsentrasi = (Material S.G/Berat) / 8,878 (%)
Kode Berat (ppg) Material S.G  Volume (bbl) Konsentrasi (%) Nama PC-X61L 1 0,6 0,6 0,068 Defoamer PC-G71L 1,05 12 11,429 1,287 Fluid Loss PC-GS2L 1,36 5 3,676 0,414 Anti-gas Migration PC-F41L 1,17 0,3 0,256 0,029 Dispersant PC-H31L 1,06 0,4 0,377 0,043 Retarder
Berikut perhitungannya :
Additif = 64 x 0,0680% = 4,3252 gal   ( Defoamer ) 64 x 1,287% = 82,38 gal ( Fluid Loss ) 64 x 0,414% = 36,5 gal ( Anti Gas Migration ) 64 x 0,029% = 1,848 gal ( Dispersant ) 64 x 0,043% = 2,72 gal ( Retarder )
Selain  memperhitungkan  volume  bubur  semen  ( slurry )  dalam  jumlah  sak,  maka  harus diperhitungkan  juga displacement dari  sumur  tersebut.  Pengertian displacement ialah  panjang pendesakan bubur semen hingga sampai target. Perhitungan tersebut dilakukan dengan cara :
Top of Cement String In : 8520 ft – (10/(0,0087 + 0,0264)) = 8234,652 ft
Top of Cement String Out : 8520 ft – (10/0,0383) = 8258,6284 ft Water Ahead : 10 bbl @7911,6 ft MD Water Behind : (10/0,0613) x 0,0087 = 1,41 bbl @7911,6 ft MD

## Displacement
- Inside 3-1/2 DP : (8520 ft – (15 x 60)) x 0,0074 = 56,388 bbl - Inside 3-1/2 Tubing : (8234 ft – (8520 ft – (15 x 60))) x 0,0058 = 3,5 bbl - Underdisplace : 2 bbl Total Displacement : (56,388 bbl + 3,5 bbl) – 2 bbl = 57,953 bbl = 58 bbl

## Posisi Open End
Perencanaan penentuan open end dilakukan untuk mengetahui posisi dari open end agar pada  saat  semen  yang  akan  dipompakan  tidak  habis  tertelan  oleh  zona  yang  poros  melainkan semen itu akan settling sesuai dengan thickening time semen tersebut Jika
Tcc  = Cement  Consuming  Time (waktu  yang  dibutuhkan  semua  formasi  untuk  semen  tertelan formasi
Tcs  = Cement Setting Time (waktu yang dibutuhkan untuk semen mongering)
Tcs dapat diperoleh dari cementing engineer berdasarkan laboratorium test Tcc diestimasi oleh cementing engineer berdasarkan injectivity
Dari pemahaman tersebut maka terdapat dua kesimpulan agar semen saat kering belum tertelan semua  kedalam  formasi,  yaitu:  memperbesar Cement  Consuming  Time (Tcc),  memperkecil Cement Setting Time (Tcs)
Kedua hal tersebut dapat diwujudkan dengan berbagai cara, yang akan dijelaskan satu persatu Analogy Injectivity Berdasarkan Productivity Idex (PI) Anggap bahwa: friksi akibat arsitektur porosity dapat  diabaikan, volume injeksi <  volume fluida di reservoir maka compresi akibat injeksi dapat diabaikan
Maka injectivity adalah sama dengan PI hanya berbeda arah saja.
Dengan konsep ini maka kita dapat memprediksi loss rate pada P tertentu yang kita ciptakan. Loss rate = Injectivity x Δp = PI x ΔP Jika Δp = 50 psia dan PI = 50 bbl/day/psia Maka Loss rate = 50 x 50 = 2500 bbl/day pada Δp tersebut Tujuan  dari  pemikiran  ini  adalah  menentukan  dimana  semen  harus  di drop sehingga  pada  saat tekanan hidrostatik sumur sama tekanan statik formasi , top semen masih ada didalam sumur.

## Alur Perhitungan
 Top perforation = 8470 ft MD = 7788,89 ft TVD
 Hc ( expected cement coloum height when setting )
= 100 ft height
 Expected top of cement after setting (Pada kondisi tekanan statik formas = tekanan hidrotatik sumur)= 7688,89 ft TVD
= 8355.96 ft MD
 ρ cement ( cement density ) =15,8 ppg
 Hp cement ( cement hydrostatic pressure ) (0,052 x ρc x hc)
0,052 x 10 x 100 = 82,16 psia  Volume lubang dari permukaan sampai top cement = 8492,09 cuft  Estimated volume fill up selama cementing = 10 bbl  Vd ( displacement volume )
= 58 bbl
 Volume lubang dari surface sampai top dispalcement Volume lubang dari surface sampai top displacement –
(5,6 x (Vd+ Volume fill up ) = 8111,29 cuft  Depth of top displacement = 6746,09 ft MD = 6249,28 ft TVD  ρdv ( displacement volume density ) = 12 ppg
 Hpdv ( displacement volume hydrostatic pressure )
0,052 x ρdv x ( Expected top of cement after setting – Depth of top displacement TVD ) = 898,32 psia  Static formation pressure = 2561 psia  Δp = Pr – (Hpdv + Hpc) = 1580,52 psia  ρcf ( completion fluid density ) = 8,6 ppg
Selisih ketinggian kolom di dalam open end string dengan Annulus = 220 ft height
ID open end string = 2,988 inch
OD open end string = 3,5 inch
ID surface casing = 8,535 inch
 Kenaikan level di annulus akibat U-Tube effect
((ID  Open  end  string 2 )  X  Selisih  ketinggian  kolom  di  dalam open  end  string dengan Annulus ) / (( ID open end string 2 ) + ( ID surface casing 2 ) – ( OD open end string 2 ) = 38,75 ft height
Estimasi kenaikan tekanan annulus selama menunggu semen kering (WOC) = 100 psia (kenaikan tekanan  di  annulus  akan  mendorong  level  cairan  didalam  sumur  turun  menjadi  lebih  dalam, sehingga ini penting untuk dipertimbangkan untuk memastikan top cement masih berada di dalam sumur)
Depth of cement drop point from top coloum di sumur
( Δp/(0,052 x ρcf)) - Kenaikan level di annulus akibat U-Tube effect – (WOC/(0,052 x ρcf)) = 3272 ft TVD

## IV. KESIMPULAN
Pelaksanaan squeeze cementing membutuhkan volume bubur sebanyak 10 bbl dengan total 64 sack dan posisi dari open end pada pelaksanaan squeeze cementing ialah 3272 ft TVD.

## DAFTAR PUSTAKA
[Gatrin, Carl. 1960 “ Petroleum Engineering Drilling And Well Completion”. New Jersy: Pretentice Hall, Inc.
Hodges,  J.  W.  1989.  “Squeeze  Cementing  Methods  and  Materials,”.  Lubbock:  SPE  Squeeze Symposium.
Howard, G. C., Fast, C. R. 1980. “Squeeze Cementing Operations,” Trans., AIME 189, 53-64.
http://en.wikipedia.org/wiki/Squeeze_job
http://exel.com.pl/exel/index.php?page=float-shoe-collars http://summitcasing.com/products/
http://www.bridge7.com/grand/log/gen/casedhole/cbl.htm
http://www.jereh-oilfield.com/english/products/Casing-Guide-Shoes.%20shtm http://www.msi-sa.biz/engineered-products.php http://www.niobrarareport.com/wp-content/uploads/ http://www.revataengineering.com/top-bottom-cementing-plugs.htm
http://www.thrutubingsystems.com/intervention-products-and-services.php?product=/sand-control- systems/
http://www.halliburton.com/en-US/ps/cementing/land-equipment/pumping-mixing-equipment/ http://en.wikipedia.org/wiki/Cementing_equipment http://abdulrohim-betawi.blogspot.com/2011/04/cementing.html
Maps of JOB Pertamina-Petrochina East Java