PEMODELAN INTERAKSI DRILLING BITS PADA DRILLING SIMULATOR Musabikhin 23209327

Latar Belakang Proses pengeboran merupakan salah satu tahapan penting yang dilakukan pada industri minyak bumi. Dibutuhkan biaya mahal, dan waktu yang relatif lama. Dalam mempelajari proses pengeboran dibutuhkan media yang menggambarkan proses yang dapat dirancang secara sederhana.

Latar Belakang Drilling simulator ditawarkan sebagai alternatif media yang dapat dimanfaatkan. Drilling simulator dirancang untuk menggambarkan pemodelan lapisan tanah, pemodelan interaksi bits, dan pemodelan fluida

Tujuan Tujuan penelitian ini adalah merancang dan mengimplementasikan pemodelan matematika pada interaksi antara drill bits dengan formasi batuan pada drilling simulator

Batasan Masalah Simulasi dibangun untuk menggambarkan gerakan bits sesuai dengan model matematika dan karakteristik data masukan. Komponen pendukung bits terintegrasi dalam sistem bits. Simulator dirancang pada pengeboran sumur vertikal.

Metodologi Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini mengacu pada metodologi pembangunan sistem secara umum melalui proses iteratif melalui 3 tahapan. Tahap analisis kebutuhan dan kajian literatur. Tahap perancangan. Tahap implementasi dan pengujian,

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Data formasi batuan yang akan digali. Tipe bits yang dibutuhkan. Kecepatan rotasi bits. Bits weight (berat perdiameter bits). Rate of tooth wear (rata-rata usia pemakaian gerigi bits). Penetration rate atau Rate of Penetration (ROP) yaitu rata-rata penetrasi bits terhadap formasi). Model matematika

Rujukan model interaksi drill bits Pemodelan penghancuran batuan menggunakan dua persamaan matematika yaitu persamaan Bauer untuk batuan keras . Persamaan Calder Workman untuk batuan lunak

Rujukan model interaksi drill bits Pemodelan penghancuran bits menggunakan persamaan

Implementasi dan Pengujian Model Jenis batuan W/d (kg/mm) N (rpm) ROP (m/jam) Shale 71.43 80 34.79 100 43,49 Limestone 21.10 26,37 Sandstone 6,50 8,13 107,15 52,19 65,24 31,65 39,56 9,75 12,19

Waktu pengeboran (jam) Jika diasumsikan kedalaman batuan masing-masing 40 m, maka waktu pengeboran sbb: Jenis batuan ROP (m/jam) Waktu pengeboran (jam) Shale 34.79 1.15 43,49 0.92 Limestone 21.10 1.90 26,37 1.52 Sandstone 6,50 6.15 8,13 4.92 52,19 0.77 65,24 0.61 31,65 1.26 39,56 1.01 9,75 4.10 12,19 3.28

Grafik hubungan ROP dan N

Grafik hubungan ROP dan W

Grafik hubungan ROP dan Jenis Lapisan batuan

Kecepatan penggundulan bits relatif Pengaruh panjang gerigi bits mula-mula.

Kecepatan penggundulan bits relatif Pengaruh berat perdiameter bits.

Kecepatan penggundulan bits relatif Pengaruh rotasi bits.

Kesimpulan Simulator dapat memodelkan penghancuran batuan dengan model matematis persamaan Calder dan Workman pada batuan dengan UCS rendah, dan persamaan Bauer pada batuan dengan UCS tinggi. Interaksi bits terhadap batuan juga menyebabkan bits mengalami penggundulan yang dipengaruhi oleh panjang gerigi bits mula-mula, berat perdiameter bits, putaran bits.

Saran Pola pengujian interaksi bits dengan batuan dapat semakin mendekati kondisi riil di lapangan, jika terdapat data-data hasil pengeboran yang lebih spesifik dan rinci. Sehingga dibutuhkan data-data aktual yang hanya dapat diperoleh dari lapangan pengeboran. Aplikasi dapat dikembangkan lebih lanjut berkaitan dengan pengaturan pipa, drill colar, dan persambungannya yang terjalin dalam drill stem, dan parameter-parameter lain yang berkaitan dengan pengeboran, sehingga menghasilkan simulator yang lebih kompleks dan semakin mendekati kondisi yang sebenarnya.

TERIMAKASIH

Shale BOW 71,43 kg/mm rpm 100 rop 43,49 m/jam = 0.01208 m/s rpm 80   rpm 80 rop 34,79 m/jam = 0.00966 m/s

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Formasi batuan Lapisan Lunak; shale, UCS= 70 MPa, dan RF 135 Lapisan Sedang; limestone, UCS 125 MPa, dan RF 100 Lapisan Keras; sandstone, UCS 200 MPa, dan RF 85

Faktor penetrasi batuan[3] Deskripsi batuan Nama batuan UCS ( Mpa) Rock faktor Very Hard Andesite, trachyte, taconite, hard basalt Lebih dari 300 61 Hard Basalt, granite, diorite, gabbro, quartzite, hard schist 200 – 300 80 Moderat Schist, hard limestone, marble, dolomite, rhyolite, conglomerate, sandstone 100 – 200 100 Soft Shale, limestone, soft schist 50 – 100 135 Very Soft Potash, soft shale Kurang dari 50 200

Tingkat nilai UCS beberapa batuan[3]. Nama batuan Nilai UCS (MPa) Nilai UCS (psi) Diorite 170 – 300 24500 – 43500 Gabbro 260 – 350 37500 – 50500 Granite 200 – 350 29000 – 50500 Andesite 300 – 400 50500 – 58000 Basalt 250 – 400 36000 – 58000 Rhyolite 120 – 130 17500 – 19000 Trachyte 330 – 350 47500 – 50500 Dolomite 150 – 170 21500 – 24500 Limestone 17500 – 18500 Conglomerate 140 – 150 20500 – 21500 Sandstone 160 – 260 23000 – 37500 Shale 60 – 75 8500 – 11000 Gneiss 140 – 300 20500 – 43500 Marble 100 – 200 14500 – 29000 Quartzite 160 – 220 23000 – 32900 Schist 60 – 400 8500 – 58000 State 150 – 160 21500 – 23500 Taconite 300 – 600 24500 – 87000

Rekomendasi BOW dan RPM[3]

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Tipe bits yang dibutuhkan. Jenis roller cutter bits, Tipe 4-1-2, 5-1-2, dan 6-1-2.

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Kecepatan rotasi bits Diatur dari 0 sampai 150 rpm

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Berat perdiameter bits atau Bits on Weight (BOW) Merupakan berat beban yang terintegrasi dari seluruh komponen gaya pada bits Disesuaikan dengan jenis batuan dan tipe bits Besarnya : 4x103 lb/in dan 6x103 lb/in setara dengan 71,43 kg/mm dan 107,15 kg/mm.

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Rate of penetration (ROP) Merupakan variabel respon sesuai model matematik yang digunakan Dari ROP, didapatkan data kedalaman pengeboran selama kurun waktu tertentu

Syarat yang dibutuhkan dalam pemodelan Rata-rata usia pemakaian gerigi bits Didapatkan sebagai akibat penggundulan bits Menggunakan data estimasi umur bits saat dilakukan evaluasi

Evaluasi bits Bits yang telah digunakan dapat diseleksi dan dievaluasi dengan tiga kategori[1]. Tingkat tooth wear (pemakaian gerigi) Tingkat bearing wear (pemakaian bearing) Tingkat gauge wear (pemakaian gauge)

Rujukan model interaksi drill bits Pemodelan penghancuran bits menggunakan persamaan

Rujukan model interaksi drill bits

Kajian Pustaka Tipe drilling bits: Roller-cone bits[4] atau rolling cutter bits[1] Fixed-cutter bits[4] atau drag bits[1].

Klasifikasi drilling bits sesuai IADC[8] Kajian Pustaka Klasifikasi drilling bits sesuai IADC[8] 1 2 3 4 Lunak Medium Keras 5 6 7 Lunak -Medium 8 Sangat Keras

ROP pada putaran 81 rpm

ROP pada putaran 101 rpm

Kajian Pustaka Kedudukan model dalam sistem[11] Sistem Eksperimen dengan Sistem Nyata Eksperimen dengan Model Sistem Model Fisika Model Matematika Solusi Analitik Simulasi

Bio data Nama : Musabikhin NIM : 23209327 Temp/tgl lahir : Brebes, 27-02-1969 Alamat : Jl. Raya Labuan Km 6 Babakanlor – Cikedal Pandeglang HP : 085216066644 email : mbikhin@yahoo.co.id