Upload
ulinuha-uli
View
352
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
praktikum semen
Citation preview
BAB III
PENGUJIAN DENSITAS SUSPENSI SEMEN
3.1. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengetahui densitas suspensi semen dengan menggunakan alat mud
balance
2. Mengetahui efek penambahan zat additif terhadap densitas suspensi
semen
3.2. DASAR TEORI
Densitas suspensi semen didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah
berat bubuk semen, air pencampur dan additif terhadap jumlah volume bubuk
semen, air pencampur dan additif.
Dirumuskan sebagai berikut:
..................................................................(3-1)
dimana:
SGS = densitas suspensi semen
Ws = berat bubuk semen
Wadd = berat additif
Wair = berat air
Vs = volume bubuk semen
Vadd = volume additif
Vair = volume air
Densitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan hidrostatis
suspensi semen didalam lubang sumur. Apabila formasi tidak sanggup menahan
tekanan suspensi semen, maka akan menyebabkan formasi pecah sehingga akan
terjadi lost circulation.
Ada dua jenis zat additif yang berhubungan dengan control density, yaitu
Extender dan Weighting Agent. Extender adalah additif yang digunakan dalam
suspensi semen untuk mengurangi densitas semen dan juga berfungsi untuk
menambah yield slurry. Extender yang berupa clay juga dapat berfungsi
mengurangi air bebas (free water) dalam suspensi semen, selain itu dapat juga
berupa gas yang dilarutkan dalam suspensi semen seperti nitrogen/udara yang
hasilnya memberikan compressive strength yang cukup.
Weighting Agents adalah additif yang digunakan untuk menambah densitas
suspensi semen, berupa material dengan densitas lebih berat dari densitas suspensi
semen yang harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
Distribusi ukuran partikel dari material additif harus cocok (compatible)
dengan ukuran partikel semen. Ukuran partikel additif yang lebih besar dari
partikel semen akan cenderung mengendap sedangkan partikel berukuran
lebih kecil memiliki kecenderungan menambah viskositas suspensi semen
Kadar air yang terkandung dalam material additif tidak banyak
(unhidrous)
Material additif harus sukar bereaksi (inert) dengan semen, baik pada saat
pencampuran dalam suspensi maupun saat proses hidrasi semen dan juga
compatible dengan additif lain yang mungkin dicampurkan dalam semen
Densitas suspensi semen yang rendah sering digunakan dalam operasi primary
cementing dan remedial cementing guna menghindari terjadinya fracture pada
formasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan dengan
menambahkan clay atau zat-zat kimia silikat jenis extender atau menambahkan
bahan-bahan yang dapat memperbesar volume suspensi semen, seperti pozzolan.
Sedangkan densitas suspensi semen yang tinggi digunakan bila tekanan
formasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat ditambahkan pasir
ataupun material-material pemberat kedalam suspensi semen, seperti barite.
Pengukuran densitas dilaboratorium berdasarkan dari data berat dan volume
tiap komponen yang ada dalam suspensi semen, sedangkan dilapangan
menggunakan alat pressurized mud balance.
3.3. PERALATAN DAN BAHAN
3.3.1. Peralatan
Timbangan digital
Mud balance
Gelas ukur
Blender
3.3.2. Bahan
Semen portland
Air
Barite
Bentonite
Gambar 3.1 Timbangan Digital
(http://indonetwork.co.id/member/53057_digitalprecisionscale225gx0.1gkm-gm-225g.jpg)
Gambar 3.2. Mixer Blender(http://etrade.daegu.go.kr/co/g/goldmill/img/oimg_GC01008001_CA0100900.jpg)
Keterangan:
1. Lid
2. Cup
3. Base
4. Rider
5. Balance Arm
6. Calibration screw
7. Nouvo glass
1
2
34
5
6
8
Gambar 3.3. Mud Balance(http://soiltestinginstruments.co.in/mud-balance)
3.4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Mengkalibrasi peralatan pressurized mud balance dengan langkah-
langkah sebagai berikut:
Membersihkan peralatan mud balance
Mengisi cup dengan air hingga penuh lalu ditutup dan membersihkan
bagian luarnya
Meletakkan kembali mud balance pada kedudukan semula
Menempatkan rider pada posisi skala 8,33 ppg (densitas air)
Meneliti nuvo glass, bila tidak seimbang mengkalibrasikan screw
sampai seimbang
2. Menyiapkan suspensi semen yang telah dibuat dari komposisi 350 gram
semen portland, 8 gram barite dan 161 ml air kemudian mengukur
densitas suspensi semen dengan menggunakan rumus:
dimana:
SGS = densitas suspensi semen
Ws = berat bubuk semen
Wadd = berat additif
Wair = berat air
Vs = volume bubuk semen
Vadd = volume additif
Vair = volume air
3. Memasukkan suspensi semen kedalam cup mud balance, kemudian cup
ditutup dan semen yang melekat pada dinding bagian luar dibersihkan
sampai bersih
4. Meletakkan balance arm pada kedudukan semula, kemudian atur rider
hingga seimbang
5. Membaca skala sebagai densitas suspensi semen pengukuran
3.5 HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
3.5.1 Hasil Percobaan
Tabel III-1.
Tabulasi hasil Percobaan Pengujian Densitas
Plug Barite BentoniteDensitas
Air Pengukuran Teoritis(gr) (gr) (ml) (ppg) (ppg)
A 0 - 161 15,6 15,64
B1 2 - 162,4 15,55 15,67
C1 4 - 163,8 15,4 15,69
D1 6 - 162,2 14,8 15,71
B2 - 2 171,6 14,6 15,39
C2 - 4 182.2 14 15,15
D2 - 6 187,53 12,5 15,05
3.5.2 Perhitungan
Densitas semen secara teoritis dapat dihitung :
− Type semen = Portland kelas A
− Berat semen = 350 gram
− Berat additive Barite = 5.0 gram
− ρ air = 1
− ρ Barite = 1.55
− ρ semen = 3.15
Volume air = WCR V.cement = = 161 ml
Penambahan air = (( % WCR+(%BWOCadditive X %
additive ))/100) X 100 %
= ( 46 + ( 5.3 X
Volume air total = 161 + 16.1 = 162.1 ml
Volume semen =
Volume additive =
ρ teoritis = ppg
= ppg
= 15,68 ppg
ρ pengukuran = 15.60 ppg
% kesalahan =
=
= 0.51 %
3.6 PEMBAHASAN
Pengujian densitas suspensi semen dilakukan untuk mengukur densitas
suspensi semen dengan alat mud balance dan untuk mengetahui dampak dari
penambahan zat additive terhadap besarnya densitas semen.
Densitas di definisikan sebagai perbandingan antara jumlah berat bubuk
semen, air pencampur dan additive terhadap volume bubuk semen, pengukuran
densitas tidak boleh di abaikan karena berpengaruh terhadap sifat fisik semen
Pengujian dilakukan dengan mengkalibrasi alat mud balance, kemudian
suspensi semen dimasukkan kedalam cup mud balance lalu ditutup dan
meletakkan balance arm pada posisi semula serta atur ridder sampai skala pada
nouvo glass seimbang.
Dari percobaan diperoleh densitas suspensi semen adalah 12.5 ppg
sedangkan densitas suspensi semen secara teoritis adalah 15.05 ppg sehingga
diperoleh persen kesalahan sebesar 16.9 %. Kesalahan yang terjadi dapat
disebabkan karena kesalahan saat mengkalibrasi alat atau dapat juga karena
didalam cup mud balance yang seharusnya hanya berisi suspensi semen juga
terdapat gelembung udara.
Dalam operasi pemboran, densitas suspensi semen harus diatur sebab
densitas merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan
hidrostatik semen. Apabila densitas semen besar, maka tekanan hidrostatik semen
juga besar begitu juga sebaliknya. Apabila tekanan hidrostatis semen terlalu kecil
dapat menyebabkan kick,dapat menyebabkan pipa collapse sedangkan bila
tekanan hidrostatis semen terlalu basar dapat menyebabkan formasi pecah
sehingga dapat terjadi lost circulation.
Additive yang di gunakan untuk menaikkan densitas adalah Barite.
Sedangka, untuk menurunkannya yakni bentonite.
Aplikasi lapangan dari percobaan densitas ialah mengetahui tekanan
hidrolika dari suspensi semen dalam lumpur, apabila densitas terlalu besar maka
akan menyebabkan kerusakan pada formasi serta kerja pompa akan berat yang
akan menimbulkan masalah pada pompa sendiri, sedangkan jika densitas terlalu
kecil pipa akan mengalami collapse dan juga kick.
3.7. KESIMPULAN
1. Dari percobaan dan perhitungan, diperoleh :
Densitas suspensi semen teoritis : 15.05 ppg
Densitas suspensi semen percobaan : 12.5 ppg
Persen kesalahan : 16.9 %
2. Pengukuran densitas dapat mengetahui tekanan hidrostatik dengan data
yang di butuhkan perhitungan dari gradien tekanan, tekanan dasar formasi,
tekanan rekah formasi.
3. Dalam operasi pemboran, besarnya densitas harus diatur sebab densitas
merupakan faktor yang mempengaruhi besarnya tekanan hidrostatik
semen.
4. Densitas yang besar membuat tekanan hidrostatik semen juga besar, begitu
juga sebaliknya. Jika tekanan hidrostatik semen terlalu kecil dapat
menyebabkan pipa collapse dan kick. sedangkan,bila tekanan hidrostatik
semen terlalu besar dapat menyebabkan formasi pecah yang dapat diikuti
dengan lost circulation.
5. Additive yang di gunakan untuk menaikkan densitas adalah Barite.
Sedangkan, untuk menurunkannya yakni bentonite.