This site requires JavaScript. This message will only be visible if you have it disabled.

Sieve Analysis


oleh Erina Suhartini
Sieve analysis adalah penentuan persentase berat butiran agregat yang lolos dari satu set sieve. Tahap penyelesaian suatu sumur yang menembus formasi lepas (unconsolidated) tidak sederhana seperti tahap penyelesaian dengan formasi kompak (consolidated) karena harus mempertimbangkan adanya pasir yang ikut terproduksi bersama fluida produksi. Seandainya pasir tersebut tidak dikontrol dapat menyebabkan pengikisan dan penyumbatan pada peralatan produksi. Disamping itu juga menimbulkan penyumbatan pada dasar sumur. Produksi pasir lepas ini, pada umumnya sensitive terhadap laju produksi. Apabila laju alirannya rendah, pasir yang ikut terproduksi sedikit dan sebaliknya. Metode yang umum untuk menanggulangi masalah kepasiran meliputi penggunaan slotted atau screen liner, dan gravel packing. Metode penanggulangan ini memerlukan pengetahuan tentang distribusi ukuran pasir agar dapat ditentukan pemilihan ukuran screen dan gravel yang tepat. Formasi lepas adalah formasi yang tidak memiliki sementasi yang baik, merupakan suatu sistem yang tidak stabil sehingga daya ikat antar butiran yang ada pada batuan sangat kecil, sedangkan formasi lepas merupakan formasi yang memiliki sementasi yang baik, merupakan suatu sistem yag stabil sehingga daya ikat antar butiran pada formasi batuan besar. Pemilihan besar keseragaman butiran menurut Schwartz yaitu :
C < 3, merupakan pemilahan yang seragam
C > 5, merupakan pemilahan yang jelek
3 < C < 5, merupakan pemilahan yang sedang


Produktivitas Sumur Menurun
Penurunan produktivitas sumur dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu kondisi reservoir, kondisi produksi, proses penyumbatan pada tubing, lubang bor dan perforasinya, atau kerusakan mekanis. Plugging/ penyumbatan pada tubing, lubang bor dan perforasinya dapat disebabkan oleh pasir, partikel-partikel formasi termasuk batuannya, partikel-partikel lumpur, endapan paraffin, asphalt, scale atau collapse pada tubing/casing.

Terproduksinya air dalam sumur dapat menimbulkan bermacam-macam masalah, diantaranya
yaitu :
1. Kerusakan peralatan dan fasilitas produksi
2. Penyumbatan aliran fluida produksi dalam pipa alir
3. Masalah-masalah lain yang sangat mengganggu produktivitas sumur


Analisa Butiran Pasir
Analisa butiran pasir adalah untuk mengetahui distribusi besar butir dari pada formasi pasir. Tujuan menganalisa butir pasir untuk menentukan metoda-metoda penanggulangan masalah kepasiran. Contoh pasir yang akan dianalisa butirannya diambil dari side wall atau convensional coring. Adapun prosedur analisa pasir adalah contoh yang diambil dari side wall atau convensional coring, ditumbuk agar butirannya terpisah. Kemudian contoh tersebut ditimbang dan kalau memungkinkan ditentukan kadar lempung, silt pasir. Selanjutnya dimasukkan ke dalam alat analisa butiran yang mana alat ini tersusun dari beberapa saringan (sieve) dengan bukaan saringan (sieve opening) berbeda-beda. Saringan dengan bukaan paling besar diletakkan paling atas dan saringan dengan bukaan paling kecil ditempatkan paling bawah, dan susunan saringan diletakkan pada pengguncang (vibrator). Setelah butiran pasir cukup terpisah-pisah untuk setiap saringan, kemudian masing-masing ditimbang beratnya. Ukuran besar butir pada suatu saringan berada di antara ukuran saringan di atasnya. Hasil penimbangan kemudian dibuat atau persen berat versus ukuran butiran.

Untuk mengkumulatifkan persen berat terhadap besar butir (grain size) menentukan baik-buruknya pemilahan (sorted) diambil perbandingan ukuran butiran pada kumulatif 40 % terhadap butiran pada kumulatif 90 % berat, secara matematis ditulis :

C = d40
       d90
dimana :
1. Pemilihan baik (well sorted) bila C < 3
2. Pemilihan buruk (poar sorted) bila C > 5

Dengan mengetahi sifat-sifat butiran pasir dari analisa saringan (sieve analysis) dapat dipakai sebagai penuntun untuk memilih sistem penanggulangan kepasiran (sand control).

Sand Consolidation
Sand Consolidation dengan menggunakan material plastik. Pemilihan metoda ini cocok untuk zona produksi yang pendek. Cara pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
a. Clean fluid uniform
b. Menginjeksikan material plastik ke zona produktif
c. Membersihkan pasir yang kotor dengan HF acid mutual solvent. Merupakan teknik dengan menginjeksikan resin ke dalam formasi, dimana resin tersebut diharapkan mengikat butir pasir sehingga berfungsi sebagai material penyemen.

Resin Coated Gravelpack
Injeksi dengan menggunakan plastik coated sand dan viscous placement fluid, biasanya metoda
ini dipakai pada zona yang panjangnya medium, dimana pasir telah diproduksikan dan
memperlihatkan gejala caving. Metoda yang digunakan adalah “sand lock”, yaitu dengan
memasukkan resin pembungkus gravel ke dalam formasi. Resin disini akan membentuk jaringan
batu pasir sintetis yang sangat permeabel.

Gravel Pack
Gravel pack merupakan workover yang terbaik untuk single completion dengan zona produksi yang panjang. Pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
a. Pembersihan perforasi dengan clean fluid sebelum gravel pack dipasang.
b. Penentuan ukuran gravel pack sesuai dengan ukuran butiran pasir formasi
c. Squeeze gravel pack ke dalam lubang perforasi, digunakan water wet gravel jika digunakan oil placement fluid
d. Produksikan sumur dengan segera setelah packing, aliran produksi dimulai dengan laju produksi rendah kemudian dilanjutkan dengan kenaikkan laju produksi sedikit demi sedikit.

Metoda ini merupakan metoda pengontrolan pasir yang paling sederhana dan paling tua umurnya. Pada prinsipnya, adalah gravel yang ditempatkan pada annulus antara screen/sloted dengan casing/lubang bor, dimaksudkan agar dapat menahan pasir formasi. Gravel pack adalah suatu cara untuk menanggulangi kepasiran yang masuk ke dalam sumur dengan memasang krikil (gravel) di depan formasi produktif dengan cara diijeksikan, yang mana gravel-gravel itu dapat menahan butiran yang lepas dan berlaku sebagai penyaring. Pemakaian gravel itu baik untuk formasi yang tebal, seragam (uniform) dan halus. Keseragaman dan ukuran butiran berhubungan dengan perencanaan ukuran gravel. Selain itu perencanaan gravel tergantung pula kepada pengalaman seseorang. Dewasa ini para ahli cenderung untuk memakai gravel berukuran lebih kecil. Di dalam penempatan gravel pack dipasang saringan. Ukuran saringan tergantung kepada distribusi ukuran gravel yang digunakan.

Jenis gravel pack pada umumnya dapat dibagi dua, yaitu :
1. Open Hole Gravel Pack (OHGP), yaitu gravel pack yang ditempatkan di antara saringan dengan dinding bor pada formasi produktif.
2. Inside Gravel Pack (IGP), yaitu gravel pack yang ditempatkan antara casing yang diperforasi dengan pipa saringan.

Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan di dalam perencanaan gravel pack, yaitu :
1. Ukuran gravel pack yang tersedia
Gravel pack tersedia dalam beberapa ukuran. Apabila ukuran gravel hasil perhitungan tidak tersedia, umumnya memakai ukuran yang lebih kecil. Kadang-kadang memakai ukuran yang lebih besar apabila ukuran yang lebih kecil tidak tersedia.

2. Angularitas dan Besar Butir Gravel
Permeabilitas dan kompaksi gravel dapat dipengaruhi oleh angularitas dan besar butir. Suman mengemukakan angularitas secara relatif tidak begitu mempengaruhi terhadap permeabilitas gravel. Akan tetapi Archie mengemukakan bahwa permeabilitas angular jauh lebih besar bila dibandingkan dengan permeabilitas yang bundar.

3. Kebasahan Gravel
Minyak kadang-kadang bersifat senyawa polar yang apabila diserap oleh permukaan gravel, menyebabkan gravel cenderung bersifat basah minyak (oil wet). Oleh karena itu, jika minyak digunakan sebagai fasa kontinu untuk fluida pembawa dalam penempatan gravel, material gravel sebaiknya dibasahi dulu dengan air sebelum dinjeksikan ke dalam sumur.

Prosedur Pemasangan Gravel Pack
Adapun prosedur pemasangan gravel pack di dalam lubag sumur mengikuti urutan-urutan
sebagai berikut :
1. Pembesar lubang pada formasi produktifnya dan bersihkan dengan air garam.
2. Turunkan rangkaian pipa dan injeksikan gravel ke dalam sumur untuk mengisi lubang tadi dengan tekanan tertentu.
3. Turunkan pipa saringan dengan packer yang dilengkapi pipa pembersih (wash pipe) untuk membersihkan pasir yang ada di dalam lubang sumur. Biasanya dengan sirkulasi balik atau dengan sirkulasi biasa.
4. Setelah selesai penurunan pipa saringan pada kedalaman tertentu dudukkan packer, baru diangkat pipa pembersih.

Screen Design
Pemilihan ukuran screen atau slot liner pada gravel pack completion, dimasukkan untuk menahan gravel agar tidak ikut terproduksi. Penentuan celah screen dapat dilakukan dengan beberapa persamaan yang diturunkan oleh:
1. Coberly, dengan koefisien keseragaman 2,5 – 7,5 sebagai berikut :
W= 2 x d10
2. Wilson, dengan ukuran butir pasir yang lebih seragam, sebagai berikut :
W = d10
3. Wilson, adalah sebagai berikut :
W = d15
4. SCHWARTZ, Coberly, Rogers, bahwa slot adalah :
W = d100

Dalam prakteknya, lebar slot yang sering digunakan adalah sebagai berikut :
0.05 inci W d20
Dimana:
W = lebar screen/slot, inci
d10 = diameter butir pada titik 10 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci
d15 = diameter pada titik 15 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci
d20 = diameter butir pada titik 20 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci
d100 = diameter butir pada titik 100 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci

Persamaan yang diajukkan Schwartz, Coberly, Rogers akan memberikan hasil yang memuaskan,
terutama apabila masalah-masalah kepasiran djumpai pada formasi-formasi baru.Ukuran lebar celah 0.05 inci merupakan ukuran minimum yang dapat mencegah tersumbatnya celah tersebut. Apabila harga d20 lebih kecil dari 0.05 inci, maka perlu digunakan metoda sand control yang lain.


Dianjurkan, bahwa beberapa jenis screen slot yang digunakan mempunyai sifat antara lain :
  1. Stainless Steel
  2. Mempunyai daya tahan yang sangat tinggi terhadap korosi
  3. Memberikan kapasitan aliran yang optimum