BAB III PENGUKURAN VISKOSITAS DAN GEL STRENGTH.docx

7/24/2019 BAB III PENGUKURAN VISKOSITAS DAN GEL STRENGTH.docx

1/16

BAB III

PENGUKURAN VISKOSITAS DAN GEL STRENGTH

3.1. Tujuan Percobaan

1. Menentukan viskositas dari lumpur pemboran dengan menggunakan

Marsh Funnel.

2. Memahami rheologi dari lumpur pemboran.

3. Menentukan gel strength pada lumpur pemboran.4. Memahami prinsip kerja alatMarsh FunneldanFann VG Meter

5. Menentukan perhitungan dari p dan Vb

3.2. Teor Da!ar

Viskositas lumpur adalah kemampuan lumpur untuk mengalir

dalam suatu media. Satuan viskositas centipoice(p!. "lat #ang digunakan

untuk menentukan viskositas adalahMarsh FunneldanFann VG.

$emampuan lumpur untuk membentukgel(agar%agar! #ang sangat

berguna pada saat round trip (pergantian pipa!. Gel strength merupakan

salah satu indikator baik atau tidakn#a lumpur pemboran. Gel strength

merupakan ukuran ga#a tarik menarik partikel lumpur #ang statik.

Viskositas dan gel strengthmerupakan bagian #ang pokok dalam

si&at%si&at rheologi &luida pemboran. 'engukuran si&at%si&at rheologi &luida

pemboran penting mengingat e&ektivitas pengangkatan cuttingmerupakan

&ungsi langsung dari viskositas. Si&atgelpada lumpur juga penting pada

saat round trip sehingga dapat menegah cutting mengendap di dasar

sumur #ang dapat men#ebabkan masalah pemboran selanjutn#a.

Viskositas dan gel strength merupakan sebagian dari indikator baik

tidakn#a suatu lumpur.

Selama proses pemboran berlangsung seara otomatis di dalam

sumur bor akan terdapat cutting. Cutting adalah serpihan%serpihan atau

potongan%potongan dari dinding &ormasi akibat pengeboran. Viskositas

sangat berperan penting dalam pengangkatan cuttingdari dasar lubang bor

31


2/16

32

ke permukaan. "pabila viskositas tidak sesuai dengan #ang

direkomendasikan maka cutting dan material pemberat tidak dapat

terangkat ke permukaan. Cutting #ang masih berada di ba)ah bit akan

digilas dan dibor lagi oleh bit dan akan memperlambat proses pengeboran

sehingga akan menurunkan rate of penetration.

*luida pemboran dalam perobaan ini adalah lumpur pemboran.

+umpur pemboran ini mengikuti model%model rheologi bingham plastic

power law.Bingham plasticmerupakan model sederhana untuk &luida non

newtonian.

*luida non newtonianadalah &luida #ang mempun#ai viskositas

tidak konstan bergantung pada besarn#a geseran (shear rate! #ang terjadi.

'ada setiapshear rate tertentu &luida mempun#ai viskositas #ang disebut

apparent viscositydari &luida padashear ratetersebut. ,ontoh dari &luida

non newtonianadalah min#ak.

-erbeda dengan &luida newtonian#ang mempun#ai viskositas #ang

konstan &luida non newtonianmemperlihatkan suatuyield stress suatu

jumlah tertentu dari tahapan dalam #ang harus diberikan agar &luida

mengalir seluruhn#a. ,ontoh dari &luida newtonianadalah air.

Gambar 3.1. Klasifikasi Fluida


3/16

33

ambar di atas merupakan gra&ik #ang menggambarkan antara

&luida ne)tonian dan &luida non newtonian. 'ada &luida ne)tonian

memiliki viskositas #ang konstan sehingga menunjukkan garis linier.

Sedangkan pada &luida non newtonianmemiliki viskositas #ang tidak

konstan sehingga memiliki beberapa garis linier.

/mumn#a &luida pemboran dapat dianggap bingham plastic dalam

hal ini sebelum ada aliran harus ada minimum shear stress #ang disebut

yield point (#!. Setelah yield pointterlampaui maka setiap penambahan

shear ratesebanding denganplastic viscosity(p! dari pada model ini.*luida power law ini menunjukkan si&at shear stress #ang akan

naik sebagai &ungsi pangkat 0n darishear rate.

alam perobaan ini pengukuran viskositas #ang sederhana

dilakukan dengan menggunakan alat marsh funnel. Viskositas ini adalah

jumlah detik #ang dibutuhkan lumpur seban#ak .43 liter untuk

mengalir keluar dari orong marsh funnel. -ertambahn#a viskositas ini

dire&leksikan dalam bertambahn#a apparent viscosity. /ntuk &luida

non newtonian in&ormasi #ang diberikan marsh funnel memberikan

suatu gambaran rheologi &luida #ang tidak lengkap sehingga biasan#a

digunakan untuk membandingkan &luida #ang baru (a)al! dengan kondisi

sekarang.

Plastic viscosity seringkali digambarkan sebagai bagian dari

resistensi untuk mengalir #ang disebabkan oleh &riksi mekanik. Sedangkan

yield point adalah bagian dari resistensi untuk mengalir oleh ga#a tarik

menarik antar partikel. a#a tarik menarik ini disebabkan oleh muatan%

muatan pada permukaan partikel #ang didespersi dalam &asa &luida.

Gel strength dan yield pointmerupakan ukuran dari ga#a tarik

menarik dalam suatu sistem lumpur. -edan#a gel strength merupakan

ukuran ga#a tarik menarik #ang statik sedangkan yield pointmerupakan

ukuran ga#a tarik menarik #ang dinamik.


4/16

34

'ada )aktu lumpur bersirkulasi #ang berperan adalah viskositas.

Sedangkan )aktu sirkulasi berhenti #ang memegang peranan adalah gel

strength. +umpur akan mengagar atau menjadi gel apabila tidak terjadi

sirkulasi hal ini disebabkan oleh ga#a tarik%menarik antara partikel%

partikel padatan lumpur. a#a mengagar inilah #ang disebut gel strength.

Gel strengthdikenal sebagai ga#a tarik menarik antara partikel%pertikel

lumpur pemboran atau disebut juga dengan da#a agar atau da#a pulut. Gel

strengthber&ungsi untuk menahan cutting dan material pemberat lumpur

pemboran tidak turun di)aktu lumpur tidak bersirkulasi agar tidak

menumpuk di lubang annulus.

'ada )aktu lumpur berhenti melakukan sirkulasi lumpur harus

mempun#ai gel strength #ang dapat menahan cutting dan material

pemberat lumpur agar tidak turun. "pabila gel strength#ang terlampau

rendah akan men#ebabkan terendapn#a serbuk bor pada saat sirkulasi

lumpur berhenti "kan tetapi kalaugel strengthterlalu tinggi maka akan

men#ebabkan kerja mud pump saat memulai kembali mensirkulasi lumpur

pemboran menjadi lebih berat dari sebelumn#a dan akan menimbulkan

peahn#a &ormasi apabila &ormasi tidak kuat meneriman#a. Sehingga

diperlukan break irulation setelah lumpur diam atau tidak bersirkulasi.

'ada umumn#a viskositas #ang tinggi berhubungan dengan gel

strength #ang tinggi pula hal ini dikarenakan karena si&at viskositas

maupun gel strength dengan si&at tarik menarik plateplate pada clay.

$arena itu nilai viskositas dangel strengthdijaga agar tetap stabil (tidak

terlalu keil atau terlalu besar!.

3.2.1. Penen"uan Har#aShear Stress$anShear Rate

6argashear stressdanshear rate#ang masing%masing din#atakan

dalam bentuk pen#impangan skala penunjuk (dial reading! dan 7'M


5/16

35

rotor harus diubah menjadi hargashear stressdan shear rate dalam satuan

d#ne8m2 dan detik1 agar diperoleh harga viskositas dalam satuan p

(centipoise!. "dapun persamaan#a adalah sebagai berikut 9

: ; 5.< = ,

> ; 1.p! dalam

field unitdigunakan persamaanBingham Plasticsebagai berikut 9

p=600

300

600300


6/16

3

engan memasukkan persamaan (1! dan (2! kedalam persamaan

(5! didapat 9

p ; ,@ ,3

>b; ,3@ p

$eterangan 9

p ;Plastic Viscosity p

>b ; $ield Point Bingham lb81 &t

, ;"ial readingpada 7'M derajat

,3 ;"ial readingpada 3 7'M derajat

3.2.). Penen"uan Har#a Gel Stren!th

6argagel strengthdalam 1 lb8&t2diperoleh seara langsung dari

pengukuran dengan peralatan Fann VG meter. Simpangan skala penunjuk

akibat digerakkann#a rotor pada keepatan 3 7'M langsung

menunjukkan hargagel strength1 detik atau 1 menit dalam 1 lb8&t

3.3. Per*a"an $an Ba+an

3.3.1. Pera*a"an

%. Marsh Funnel

2. Aimbangan

3. elas /kur 5

&. Fann VG

'. Mud Mi(er

). Cup Mud Funnel


7/16

3

Documents

BAB III PENGUKURAN VISKOSITAS DAN GEL STRENGTH.docx