Bab Iv Fani.docx

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN Perencanaan pemasangan casing pada sumur “ALF-18” lapangan “JC-field” merupakan pengembangan dari sumur sekitarnya, di mana dalam perencanaan ini casing akan diuji pembebanan burst, collapse, tension dan biaxial yang akan di gunakan dalam pemboran. Dari lapangan didapat data sebagai berikut :

4.1. Data Lapangan Table 4.1 Data Lapangan “JC- Field” Sumur “ALF- 18”

Data

Surface casing

Intermediet casing

Liner

Casing OD

13.375 in

9.625 in

7 in

Casing length

1574.4 ft

3640.8 ft

1476 ft

Maximum

4000 psi

4000 psi

4000 psi

Fracture gradient

27 ppg

28 ppg

20 ppg

Heavy mud

9.2 ppg

10.3 ppg

11.6 ppg

9 ppg

9.2 ppg

10.3 ppg

15.8 ppg

21 ppg

17 ppg

(0 – 1574.4) ft

(1476-3640) ft

(3296-4920) ft

burst : 1.1

burst : 1.1

burst : 1.1

collapse : 1.1

collapse : 1.1

collapse : 1.1

tension : 1.6

tension : 1.6

tension : 1.6

pressure surface

density Mud density while setting casing Cement

Design factor

36

Perencanaan awal letak kedalaman pemasangan casing untuk Sumur “ALF-18” adalah didasarkan atas analisa kedalaman formasi tempat casing shoe dipasang dimana tiap tipe casing dipasang pada formasi yang berbeda. Pada Sumur “ALF-18”, dengan perhitungan dan pertimbangan dalam pemilihan casing pada formasi yang ada, telah ditetapkan pemasangan beberapa section casing dengan metode perhitungan casing setting depth. Namun, yang menjadi fokus penulisan tugas akhir ini adalah hanya pada perencanaan Casing dengan mengacu pada beberapa parameter pembebanan, seperti pembebanan burst, collapse, tension, dan biaxial. Tentunya dalam perencanaan Casing ini juga dipengaruhi oleh semen yang akan digunakan, keadaan formasi, serta data-data pemboran yang mendukung. Tujuannya tidak lain adalah faktor ekonomis serta menyesuaikan ketersediaan stok peralatan yang dibutuhkan dengan tidak mengabaikan faktor keamanan.

Tabel 4.2 Perencanaan Casing Setting Depth Sumur “ALF-18”

No.

Kedalaman (ft)

Ukuran (inch)

Jenis Casing

1

0 – 328

36

Conductor Casing

2

0 – 1574.4

13 3/8

Surface Casing

3

0 – 3640.8

9 5/8

Intermediate Casing

4

3444 - 4920

7

Liner

Tujuan utama dari perencanaan casing ini adalah menciptakan kesetimbangan

yang optimum, antara faktor biaya dan faktor keamanan

dalam operasi pemboran. Oleh karena itu perencanaan casing sumur “ALF18’ ini didasarkan pada ketersediaan casing dengan tidak mengabaikan faktor keamanan.

37

Tabel 4.3 Tabel Casing Properties ( 133/8 in )

Casing

BR ( psi )

CR ( psi )

TR ( psi )

J-55 54

2730

1130

514000

J-55 61

1540

1540

595000

K-55 54

2730

1130

547000

K-55 61

3090

1640

633000

BTC, regular

C-75 68

4710

2220

905000

coupling,

C-75 72

4930

2600

978000

same grade

L-80 68

4930

2260

952000

L-80 72

4930

2670

1029000

N-80 68

4930

2260

963000

N-80 72

4930

2670

1040000

C-90 68

4930

2320

1057000

C-90 72

4930

2780

11142000

Tabel 4.4 Tabel Casing Properties ( 95/8 inc )

Casing

BR (psi)

CR (psi)

TR (lbf)

J-55 36

3520

2020

453000

J-55 40

3950

2570

410000

BTC, regular

K-55 36

3520

2020

489000

coupling, same

K-55 40

3950

2570

561000

grade

C-75 40

5390

2990

694000

C-75 43.5

5930

3730

776000

C-75 53.5

7430

6350

999000

L-80 40

5750

3090

727000

L-80 43.5

6330

3810

813000

38

L-80 47

6870

4760

893000

L-80 53.5

7930

6620

1047000

N-80 40

5750

3090

737000

N-80 43.5

6330

3810

825000

N-80 47

6870

4760

905000

N-80 53.5

7930

6620

1062000

P-110 43.5

8700

4410

1106000

Tabel 4.4 Tabel Casing Properties ( 7 inch )

Casing

BR

CR

TR

J-55 26.4

4140

2890

414000

K-55 26.4

4140

2890

414000

C-75 26.4

5650

3280

564000

L-80 26.4

6020

3400

602000

N-80 26.4

6020

3400

602000

BTC, regular

C-90 26.4

6780

3610

677000

coupling, same

C-75 29.7

6450

4650

641000

grade

L-80 29.7

6890

4790

683000

N-80 29.7

6890

4790

683000

C-90 29.7

7750

5040

769000

C-75 33.7

7400

6300

729000

L-80 33.7

7900

6560

778000

N-80 33.7

7900

6560

778000

C-90 33.7

8880

7050

875000

39

Well Properties

Gambar 4.1 Design Casing sumur “ALF-18”

40

4.2 Perencanaan Surface Casing 13.375 inch Dengan Metode Maximum Load 4.2.1 Pembebanan Burst 

Internal Pressure a. Di kaki casing, dihitung dengan pesamaan 3.7 IP

= 0.052 × (Gfr +1) × Li = 0.052 × (27 + 1) × 1574.4 = 2292.3264 psi

b. Di permukaan, dihitung dengan persamaan 3.8 Ps = IP – (0.115 × Li) = 2292.3264 – (0.115 × 1574.4) = 411.2704 psi 

External Pressure a. Di permukaan, dihitung dengn pesamaan 3.13 Pe

= 0.052 × formation pressure × D = 0.052 × 9 × 0 = 0 psi

b. Di kaki casing, dihitung dengan pesamaan 3.16 Pe = 0.052 × formation pressure × D = 0.052 × 9 × 1574.4 = 736.8192 psi

Dari hasil perhitungan burst load didapatkan nilai di permukaan, dan di kaki casing. Nilai resultan sendiri merupakan selisih antara Pi dan Pe. Untuk nilai design merupakan hasil dari resultan dikalikan denagn nilai SafetyFactor burst sebesar 1.1, seperti terlihat pada Tabel 4.3

41

Tabel 4.3 Tabel Perhitungan Pembebanan Burst

Posisi

Depth (ft)

Pi (Psi)

Pe (psi)

Resultan(psi)

Surface Kaki Casing

0 1574.4

2111.2704 2292.3264

0 736.8192

2111.2704 1555.5072

4.2.2 

Desain Burst 2322.3974 1711.0579

Pembebanan Collapse

Internal Pressure Pada kedalaman nol atau di permukaan, nilai internal dan external pressure

adalah nol, karena tinggi kolom lumpur yang menekan casing tidak ada. a. Di permukaan Pi = 0 psi b. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.19 Pi = 0 psi 

External Pressure a. Di permukaan Pe = 0 psi b. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.22 Pe = 0.052 x ds x D = 0.052 x 15.8 x 1157.4 = 950.9198 psi

Tabel 4.4 Perhitungan Pembebanan Collapse

Posisi Surface Kaki Casing

Depth (ft) 0 1157.4

Pi (Psi)

Pe (psi)

Resultan(psi)

0 0

0 950.9198

0 950.9198

42

Desain Collapse 0 1046.0118

4.3.3. Pemilihan Casing

Setelah didapatkan desain beban burst

dan collapse,

langkah selanjutnya

adalah menentukan grade casing yang akan digunakan. Penetuan grade casing ini bertujuan untuk menghitung tension yang akan dihasilkan oleh rangkaian casing yang telah dipilih. Pemilihan casing ini berdasarkan casing properties pada Tabel 4.2, casing properties sendiri merupakan casing yang tersedia di lapangan maupun casing yang tidak tersedia tetapi berfungsi sebagai acuan dalam perencanaan surface casing 133/8 inch. Pada tabel casing properties setiap jenis atau

grade casing tersebut

memiliki memiliki ketahanan terhadap beban burst, collapse dan tension. Data-data tersebut mengacu pada API Specification ISO 11960. a. Pemilihan Casing terhadap Beban Burst

Burst (psi) 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Depth, ft

0

Desain Burst

200

54.5 J-55

400

61 J-55 68 J-55

600

54.5 K-55

800

61 K-55

1000

68 K-55

1200

68 C-75 72 C-75

1400

68 L-80

1600

72 L-80

1800 Grafik 4.1 Casing Properties terhadap Design Burst

43

b. Pemilihan Casing terhadap beban Collapse CR (psi)

Collapse (psi) 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Depth, ft

0

desain

200

54.5 J-55

400

61 J-55

600

68 J-55

800

54.5 K-55

1000

61 K-55

1200

68 K-55

1400

68 C-75

1600

72 C-75

Depth (ft)

1800 Grafik 4.2 Casing Properties terhadap Design Collapse

Pada grafik 4.1 dan grafik 4.2 terlihat bahwa semua casing yang ada di dalam casing properties bisa digunakan tetapi yang pada evaluasi casing design ini kita mencari casing dengan grade yang paling kecil, sehingga digunakan grade J-55 dengan Nominal Weight 54.5 lbs/ft.

Burst (psi) 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 200

Depth, ft

400 600

Desain Burst

800

J-55 54.5

1000 1200 1400 1600 1800 Grafik 4.3 Pemilian casing terhadap pembebanan burst

44

0

200

400

600

800

1000

1200

0 200 400 600 desain

800

54.5 J-55

1000 1200 1400 1600 1800

Grafik 4.4 Pemilihan casing terhadap pembebanan collapse

4.2.4

Pembebanan Tension

Casing yang akan digunakan dalam uji beban tension adalah K-55, 40 ppf. a. Menentukan berat casing BF

dm = 1 − (65.5) 9

= 1 − (65.5) = 0.862595 b. Berat casing J-55, 54.5 ppf diudara, Wia

= Li x Nw = 1574.4 x 54.5 = 85804.8 lbf

c. Berat Casing J-55, 54.5 ppf Wm

= Wia x BF = 8580.8 x 0.862595 = 74014.83 lbf

Karena casing yang digunkan adalah satu section maka langsung menghitung desain beban tension. 45

d. Beban tension TenL@kaki casing

= Wm x SF = 74014.83 × 1.6 = 118423.724 lbf

TenL@surace

= Wm × SF = 74014.83 × 1.6 = 118423.724 lbf

e. Tension + MOP TenL + MOP@kaki casing = TenL@kaki casing +MOP = 74014.83 + 100000 = 174014.83 lbf TenL + MOP@surace

= TenL@surface + MOP = 74014.83 + 100000 = 174014.83 lbf Tabel 4.6 Perhitungan pembebanan tension

Depth (ft)

Grade

1574.4 NA 1574.4 J-55 0 J-55

NW Tension (lb/ft) (lbf) NA 55.4 55.4

Tension× SF (lbf)

Tension + MOP (lbs) 0 0 100000 74014.83 118423.724 174014.83 74014.83 118423.724 174014.83

Desain (lbf)

TR (lbf)

100000 174014.83 514000 174014.83 514000

Tabel 4.7 Pemilihan casign design 13 3/8” pada beban tension

Depth (ft) 0

Grade NW (lb/ft) BR (psi) CR (psi) TR (lbf) 1574.4 J-55 54.5 2730 1130 514000 2730 1130 514000 Langkah selanjutnya adalah mengeplotkan harga Tension, Tension × SF, design terhadap kedalaman, dan tension rating J-55, 54.5.

46

Tension (lbf) 0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

0 200

Depth, ft

400 600

Desain

800

Tension x SF 54.5 J-55

1000

Tension

1200 1400 1600 1800 Grafik 4.5 Pemilihan casing terhadap pembeban tension

4.2.5 

Pembebanan Biaxial

Beban faktor biaxial (Xtop) dan (Xbottom), dihiting dengan persamaan 3.29 Xtop

=

Desain Tension Tension Rating



174014.8275 514000

 0.33855  y = 0.8571 Xbottom

=0  y=1

Kemudian didapatkan nilai Ytop sebesar 0.33855, dan Ybottom sebesar 1. Nilai Y didapatkan dari tabel Pasangan Harga Faktor Beban Axial (X) dan Faktor Collapse Strength (Y). 

Collapse resistance Ytop dan Ybottom a. Nilai collapse resistance Ytop : CR Ytop = Ytop × CR = 0.33855 × 1130

47

= 968.5095 b. Nilai collapse resistance Ybottom : CR Ybottom = Ybottom × CR = 1 × 1574.4 = 1574.4 Tabel 4.8 Perhitungan Pembebanan Biaxial

CS

Grade

NW (lb/ft)

1574.4

J-55

54.5

X

Y

Bottom Top 0

CR

Bottom

Top

1

0.8571

0.33855

1130

Y x CR Bottom

Top

1574.4

968.5095

Langkah selanjutnya adalah mengeplotkan harga design collapse load terhadap kedalaman, dan nilai Y × CR pada casing J-55; 54.5 ppf.

Biaxial (psi) 0

200

400

600

800

1000

1200

0 200 400

Depth, ft

600 desain 800

54.5 J-55 J-55 54.5

1000 1200 1400 1600 1800 Grafik 4.6 Pemilihan casing terhadap pembebanan biaxial

48

Konfigurasi akhir casing intermediate 13 5/8” di sumur “ALF-18” lapangan “JCField”: Tabel 4.9 Kofigurasi Casing Akhir Pada Sumur “ALF-18”

Depth (ft) 0

Grade NW (lb/ft) BR (psi) CR (psi) TR (lbf) 1574.4 J-75

54.5

2730

1130

514000

4.3 Perencanaan Intermediate Casing 9.625 inch Dengan Metode Maximum Load 4.3.1 Pembebanan Burst 

Internal Pressure a. Di kaki casing, dihitung dengan pesamaan 3.7 IP

= 0.052 × (Gfr +1) × Li = 0.052 × (28 + 1) × 3640.8 = 5490.3264 psi

b. Di permukaan, dihitung dengan persamaan 3.8 Ps = IP – (0.115 × Li) = 5490.3264 – (0.115 × 3640.8) = 5071.6344 psi Karena nilai tekanan di permukaan nilainya lebih besar daripada nilai tekanan di BOP maka nilai tekanan di permukaan yang digunakan adalah 4000 psi sesuai dengan maximum surface pressure. c. Tinggi kolom gas, dihitung dengan persaan 3.9 𝐻𝑔 = =

(0.052(𝐺𝑓𝑟 + 𝑆𝐹)𝐿𝑖) − (𝑃𝑠) − (0.052 × 𝜌𝑚 × 𝐿𝑖) (0.115 − (0.052 × 𝜌𝑚 )) (0.052(28 + 1)3640.8) − (4000) − (0.052 × 10.3 × 3640.8) (0.115 − (0.052 × 10.3))

=1092.9293 ft d. Batas kolom lumpur, dihitung dengn pesamaan 3.10

49

Hm = Li - Hg = 3640.8 – 1092.9293 = 2547.8707 ft e. Tekanan di kolom lumpur, dihitung dengn pesamaan 3.11 IP @Hm = IP – (0.115 × Hm) =5364.6395 psi

f. Tekanan di kolom gas pada kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.12 IP @Hg = IP@kaki casing × 0.052 × (Gfr × Hm) =3899.0213 psi 

External Pressure c. Di permukaan, dihitung dengn pesamaan 3.13 Pe

= 0.465 × D × pore pressure = 0 psi

d. Tekanan di batas kolom lumpur, dihitung dengn pesamaan 3.14 Pe

= 0.465 × P@Hm x pore pressure = 1192.4035 psi

e. Tekanan di batas kolom gas, dihitung dengn pesamaan 3.15 Pe

= 0.465 × P@Hg x pore pressure = 0.465 × 1192.4035 x 9 = 511.4909 psi

f. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.16 Pe = 0.465 × D x pre pressure = 0.465 × 3640.8 x 9 = 1703.8944 psi

50

Dari hasil perhitungan burst load didapatkan nilai di permukaan, di batas lumpur, dan di kaki casing. Nilai resultan sendiri merupakan selisih antara Pi dan Pe. Untuk nilai design merupakan hasil dari resultan dikalikan denagn nilai SafetyFactor burst sebesar 1.1, seperti terlihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Tabel Perhitungan Pembebanan Burst

Posisi

Depth (ft)

Pi (Psi)

Pe (psi)

Resultan(psi)

Surface Batas Lumpur Kaki Casing

0 2547.8707

4000 5364.64

0 1192.4035

4000 4172.3261

Desain Burst 4400 4589.4597

3640.8

5490.326

1703.8944

3786.432

4165.0752

4.3.2 

Pembebanan Collapse

Tinggi kolom lumpur setelah lost circulation, dihitung dengn pesamaan 3.17  8.942   x Li D3 = 1  d m2    8.942   1   x 3640.8 10.3   = 480.0200 ft



Internal Pressure Pada kedalaman nol atau di permukaan, nilai internal dan external pressure

adalah nol, karena tinggi kolom lumpur yang menekan casing tidak ada. c. Di permukaan Pi = 0 psi d. Pada D3 Pi = 0 psi e. Di TOC, dihitung dengan persamaan 3.18 Pi = 0.052 x dm2 x (DL – D3) = 0.052 x 910.3 x (1574.4 – 480.02)

51

= 586.1499 psi f. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.19 Pi = 0.052 x dm2 x (Li – D3) = 0.052 x 10.3 x (3640.8 – 480.02) = 1692.9137 psi 

External Pressure c. Di permukaan Pe = 0 psi d. Pada D3, dihitung dengn pesamaan 3.20 Pe = 0.052 x dm x D3 = 0.052 x 9.2 x 480.02 = 229.6416 psi e. Di TOC, dihitung dengn pesamaan 3.21 Pe = 0.052 x dm x DL = 0.052 x 9.2 x 1574.4 = 753.1930 psi f. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.22 Pe = (0.052 x dt x Ht) + P@TOC = (0.052 x 21 x 1574.4) + 753.193 = 3009.7016 psi

Tabel 4.4 Perhitungan Pembebanan Collapse

Posisi Surface D3 TOC Kaki Casing

Depth (ft) 0 480.02 1574.4 3680.4

Pi (Psi)

Pe (psi)

Resultan(psi)

0 0 586.1499 1692.9137

0 229.6416 753.1930 3009.7018

0 229.6416 167.0431 1316.788

52

Desain Collapse 0 252.6057 183.7474 1448.4668

4.3.3. Pemilihan Casing

Setelah didapatkan desain beban burst

dan collapse,

langkah selanjutnya

adalah menentukan grade casing yang akan digunakan. Penetuan grade casing ini bertujuan untuk menghitung tension yang akan dihasilkan oleh rangkaian casing yang telah dipilih. Pemilihan casing ini berdasarkan casing properties pada Tabel 4.2, casing properties sendiri merupakan casing yang tersedia di lapangan maupun casing yang tidak tersedia tetapi berfungsi sebagai acuan dalam perencanaan casing intermediate 9-5/8. Pada tabel casing properties setiap jenis atau

grade casing

tersebut memiliki memiliki ketahanan terhadap beban burst, collapse dan tension. Data-data tersebut mengacu pada API Specification ISO 11960. c. Pemilihan Casing terhadap Beban Burst

Burst (psi) 0

2000

4000

6000

8000

10000 Desain Burst

0

36 J-55 500

40 J-55

36 K-55

1000

40 K-55

Depth, ft

1500

40 C-75 43.5 C-75

2000

53.5 C-75 2500

40 L-80 43.5 L-80

3000

47 L-80 53.5 L-80

3500

40 N-80 4000 Grafik 4.1 Casing Properties terhadap Design Burst

53

d. Pemilihan Casing terhadap beban Collapse

Collapse (psi)

Depth, ft

0

1000

2000

3000

4000

5000

CR (psi)

6000

7000

0

Desain

500

36 J-55

1000

40 J-55

36 K-55

1500

40 K-55

2000

40 C-75

2500

43.5 C-75

3000

53.5 C-75

3500

40 L-80

Depth (ft)

4000 Grafik 4.2 Casing Properties terhadap Design Collapse

Pada grafik 4.1 dan grafik 4.2 terlihat bahwa semua casing yang ada di dalam casing properties bisa digunakan tetapi yang tersedia di lapanagn hanya satu yaitu dengan grade C-75 denagn Nominal Weight 40 lbs/ft.

Burst (psi) 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 500

Depth,ft

1000 1500

Desain Burst

2000

40 C-75

2500 3000 3500 4000 Grafik 4.3 Pemilian casing terhadap pembebanan bust

54

Collapse (psi) 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500

Depth, ft

1000 1500

Desain

2000

40 C-75

2500 3000 3500 4000 Grafik 4.4 Pemilihan casing terhadap pembebanan collapse

4.3.4

Pembebanan Tension

Casing yang akan digunakan dalam uji beban tension adalah K-55, 40 ppf. f. Menentukan berat casing BF

dm = 1 − (65.5) 9.2

= 1 − (65.5) = 0.8595 g. Berat casing C-75, 40 ppf diudara, Wia

= Li x Nw = 3640.8 x 40 = 145632 lbf

h. Berat Casing C-75, 40 ppf Wm

= Wia x BF = 145632 x 0.8595 = 125176.8183 lbf

55

Karena casing yang digunkan adalah satu section maka langsung menghitung desain beban tension. i. Beban tension TenL@kaki casing

= Wm x SF = 125176.8183 × 1.6 = 200282.9093 lbf

TenL@surace

= Wm × SF = 125176.8183 × 1.6 = 200282.9093 lbf

j. Tension + MOP TenL + MOP@kaki casing = TenL@kaki casing +MOP = 200282.9093 + 100000 = 225176.8183 lbf TenL + MOP@surace

= TenL@surface + MOP = 200282.9093 + 100000 = 225176.8183 lbf Tabel 4.6 Perhitungan pembebanan tension

Depth (ft)

Grade

3640.8 NA 3640.8 C-75 0 C-75

NW Tension (lb/ft) (lbf) NA 40 40

Tension× Tension + Desain TR SF MOP (lbf) (lbf) (lbf) (lbs) 0 0 100000 100000 125176.82 200282.91 225176.82 225176.82 1106000 125176.82 200282.91 225176.82 225176.82 1106000

56

Tabel 4.7 Pemilihan casign design 9 5/8” pada beban tension

Depth (ft) 0

Grade 3640.8

C-75

NW (lb/ft) 40

BR (psi)

CR (psi)

TR (lbf)

5930 5930

2990 2990

694000 694000

Langkah selanjutnya adalah mengeplotkan harga Tension, Tension × SF, design terhadap kedalaman, dan tension rating C-75, 40.

Tension (lbf) 0

200000

400000

600000

800000

0 500

Depth, ft

1000

Desain

1500

Tension x SF

2000

Tension

2500

40 C-75

3000 3500 4000 Grafik 4.5 Pemilihan casing terhadap pembeban tension

4.3.5 

Pembebanan Biaxial

Beban faktor biaxial (Xtop) dan (Xbottom), dihiting dengan persamaan 33.29 Xtop

=

Desain Tension Tension Rating



225176.8183 1106000

 0.2036  y = 0.9276 Xbottom

=0  y=1

57

Kemudian didapatkan nilai Ytop sebesar 0.9276 dan Ybottom sebesar 1. Nilai Y didapatkan dari tabel Pasangan Harga Faktor Beban Axial (X) dan Faktor Collapse Strength (Y). 

Collapse resistance Ytop dan Ybottom g. Nilai collapse resistance Ytop : CR Ytop = Ytop × CR = 0.9276 × 2990 = 2773.4319 h. Nilai collapse resistance Ybottom : CR Ybottom = Ybottom × CR = 1 × 2990 = 2990 Tabel 4.8 Perhitungan Pembebanan Biaxial

CS

Grade

NW (lb/ft)

3640.8

C-75

40

X

Y

Bottom Top 0

CR

Bottom

Top

1

0.9276

0.2036

2990

Y x CR Bottom

Top

2990

2773.4319

Langkah selanjutnya adalah mengeplotkan harga design collapse load terhadap kedalaman, dan nilai Y × CR pada casing C-75; 40 ppf.

58

Biaxial (psi) 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 500

Depth, ft

1000 Desain

1500

40 C-75

2000

C-75 40 2500 3000

3500 4000 Grafik 4.6 Pemilihan casing terhadap pembebanan biaxial

Konfigurasi akhir casing intermediate 9 5/8” di sumur “ALF-18” lapangan “Anfield”: Tabel 4.9 Kofigurasi Casing Akhir Pada Sumur “ALF-18”

Depth (ft) 0

Grade NW (lb/ft) BR (psi) CR (psi) TR (lbf) 3640.8 C-75

40

5390

2990

694000

4.4 Perencanaan Intermediate Casing 7 inch Dengan Metode Maximum Load 4.4.1 Pembebanan Burst 

Internal Pressure i. Di kaki casing, dihitung dengan pesamaan 3.7 IP

= 0.052 × (Gfr +1) × Li = 0.052 × (14.744 + 1) × 4700.24 = 3848.03 psi

j. Di permukaan, dihitung dengan persamaan 3.8

59

Ps = IP – (0.115 × Li) = 3848.03 – (0.115 × 4700.24) = 3307.5024 psi Karena nilai tekanan di permukaan nilainya lebih besar daripada nilai tekanan di BOP maka nilai tekanan di permukaan yang digunakan adalah 3000 psi sesuai dengan maximum surface pressure. k. Tinggi kolom gas, dihitung dengan persaan 3.9 𝐻𝑔 = =

(0.052(𝐺𝑓𝑟 + 𝑆𝐹)𝐿𝑖) − (𝑃𝑠) − (0.052 × 𝜌𝑚 × 𝐿𝑖) (0.115 − (0.052 × 𝜌𝑚 )) (0.052(14.7 + 1)4700.24) − (3000) − (0.052 × 9.5 × 4700.24) (0.115 − (0.052 × 9.5))

=3897.642 ft l. Batas kolom lumpur, dihitung dengn pesamaan 3.10 Hm = Li - Hg = 4700.24 – 3897.64 = 802.597 ft m. Tekanan di kolom lumpur, dihitung dengn pesamaan 3.11 IP @Hm = IP – (0.115 × Hm) =3448.228 psi

n. Tekanan di kolom gas pada kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.12 IP @Hg = IP@kaki casing × 0.052 × (Gfr × Hm) =3232.68 psi 

External Pressure g. Di permukaan, dihitung dengn pesamaan 3.13 Pe

= 0.465 × D = 0 psi

60

h. Tekanan di batas kolom lumpur, dihitung dengn pesamaan 3.14 Pe

= 0.465 × P@Hm = 373.207 psi

i. Tekanan di batas kolom gas, dihitung dengn pesamaan 3.15 Pe

= 0.465 × P@Hg = 0.465 × 3897.6 = 1812.40 psi

j. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.16 Pe = 0.465 × D = 0.465 × 4700.24 = 2185.6116 psi

Dari hasil perhitungan burst load didapatkan nilai di permukaan, di batas lumpur, dan di kaki casing. Nilai resultan sendiri merupakan selisih antara Pi dan Pe. Untuk nilai design merupakan hasil dari resultan dikalikan denagn nilai SafetyFactor burst sebesar 1.1, seperti terlihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Tabel Perhitungan Pembebanan Burst

Posisi

Depth (ft)

Pi (Psi)

Pe (psi)

Resultan(psi)

Surface Batas Lumpur Kaki Casing

0 802.60

3000 3448.23

0 373.21

3000 3075.02

Desain Burst 3300 3382.52

4700.24

3848.03

2185.61

1662.42

1828.66

61

4.4.2 

Pembebanan Collapse

Tinggi kolom lumpur setelah lost circulation, dihitung dengn pesamaan 3.17  8.942   x Li D3 = 1  d m 2   8.942    1   x 4700.24  9.5795  = 312.79 ft



Internal Pressure Pada kedalaman nol atau di permukaan, nilai internal dan external pressure

adalah nol, karena tinggi kolom lumpur yang menekan casing tidak ada. g. Di permukaan Pi = 0 psi h. Pada D3 Pi = 0 psi i. Di TOC, dihitung dengan persamaan 3.18 Pi = 0.052 x dm2 x (DL – D3) = 0.052 x 9.5795 x (1049.6 - 312.793) = 367.028 psi j. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.19 Pi = 0.052 x dm2 x (Li – D3) = 0.052 x 9.579 x (4700.24-312.793) = 2185.536 psi 

External Pressure g. Di permukaan Pe = 0 psi h. Pada D3, dihitung dengn pesamaan 3.20 Pe = 0.052 x dm x D3 = 0.052 x 9.579 x 312.793 62

= 155.813 psi i. Di TOC, dihitung dengn pesamaan 3.21 Pe = 0.052 x dm x DL = 0.052 x 9.579 x 1049.6 = 522. 841 psi j. Di kaki casing, dihitung dengn pesamaan 3.22 Pe = (0.052 x dt x Ht) + P@TOC = (0.052 x 12.495 x 3650.64) + 522.8414 = 2894.808 psi

Tabel 4.4 Perhitungan Pembebanan Collapse

Posisi Surface D3 TOC Kaki Casing

Depth (ft) 0 312.79 1049.6 4700.24

Pi (Psi)

Pe (psi)

Resultan(psi)

0 0 367.03 2185.54

0 151.07 506.93 3079.21

0 151.09 139.9 893.673

Desain Collapse 0 166.178 153.89 983.04

4.3.3. Pemilihan Casing

Setelah didapatkan desain beban burst

dan collapse,

langkah selanjutnya

adalah menentukan grade casing yang akan digunakan. Penetuan grade casing ini bertujuan untuk menghitung tension yang akan dihasilkan oleh rangkaian casing yang telah dipilih. Pemilihan casing ini berdasarkan casing properties pada Tabel 4.2, casing properties sendiri merupakan casing yang tersedia di lapangan maupun casing yang tidak tersedia tetapi berfungsi sebagai acuan dalam perencanaan casing

63

intermediate 9-5/8. Pada tabel casing properties setiap jenis atau

grade casing

tersebut memiliki memiliki ketahanan terhadap beban burst, collapse dan tension. Data-data tersebut mengacu pada API Specification ISO 11960. e. Pemilihan Casing terhadap Beban Burst

Desain Burst

BR (psi) 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0

500 1000

Depth (ft)

1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Desain Burst

36 J-55

40 J-55

36 K-55

40 K-55

40 C-75

43.5 C-75

40 N-80

43.5 N-80

40 C-90

43.5 C-90

47 C-90

P-110

Grafik 4.1 Casing Properties terhadap Design Burst

f. Pemilihan Casing terhadap beban Collapse

64

10000

0

2000

4000

6000

CR (psi)

0

Design

500

36 J-55

1000

40 J-55

1500

36 K-55

2000

40 K-55

2500

40 C-75

3000

43.5 C-75

3500

40 N-80

4000

43.5 N-80

4500

40 C-90

5000 Depth (ft)

Grafik 4.2 Casing Properties terhadap Design Collapse

Pada grafik 4.1 dan grafik 4.2 terlihat bahwa semua casing yang ada di dalam casing properties bisa digunakan tetapi yang tersedia di lapanagn hanya satu yaitu dengan grade K-55 denagn Nominal Weight 40 lbs/ft. Tabel 4.5 Hasil uji casing properties terhadap beban burst dan collapse

No.

Depth (ft)

1.

0 4700.24

2.

0 4700.24

3.

0 4700.24

4.

0 4700.24

Weight Grade

BR

CR

(ppf)

Hasil

Logistic

Uji

36

J-55

3520

40

J-55

36

40

2020

OK

NOT AVAILIBLE

3950 2570

OK

NOT AVAILIBLE

K-55

3520 2020

OK

NOT AVAILIBLE

K-55

3950 2570

OK

AVAILIBLE

65

Tabel 4.5 (lanjutan) Hasil uji casing properties terhadap beban burst dan collapse

No. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Depth

Weight (ppf)

Grad e

BR

CR

Hasil Uji

Logistic

40

C-75

5390

2990

OK

NOT AVAILIBLE

43.5

C-75

5930

3730

OK

NOT AVAILIBLE

40

N-80

5750

3090

OK

NOT AVAILIBLE

43.5

N-80

6330

3810

OK

NOT AVAILIBLE

40

C-90

6460

3250

OK

NOT AVAILIBLE

43.5

C-90

7120

4010

OK

NOT AVAILIBLE

43.5

P110

8700

4420

OK

AVAILIBLE

0 4700.24 0 4700.24 0 4700.24 0 4700.24 0 4700.24 0 4700.24 0 4700.24

BR (psi) 0

2000

Desain Burst 4000

6000

8000

0 500 1000

Depth ( ft)

1500 2000 2500 3000

3500 4000 4500 5000 Desain Burst

K-55 40

P-110

Grafik 4.3 Pemilian casing terhadap pembebanan bust

66

10000

Desain Collapse

CR (psi)

Depth (psi)

0

1000

2000

3000

4000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Design

K-55 40

P-110

Grafik 4.4 Pemilihan casing terhadap pembebanan collapse

4.4.4

Pembebanan Tension

Casing yang akan digunakan dalam uji beban tension adalah K-55, 40 ppf. k. Menentukan berat casing BF

dm = 1 − (65.5) 9.28

= 1 − (65.5) = 0.8581992 l. Berat casing K-55, 40 ppf diudara, Wia

= Li x Nw = 4700.24 x 40 = 188009.6 lbf

m. Berat Casing K-55, 40 ppf Wm

= Wia x BF = 188009.6 x 0.8581 = 161349.7 lbf 67

5000

Karena casing yang digunkan adalah satu section maka langsung menghitung desain beban tension. n. Beban tension TenL@kaki casing

= Wm x SF = 161349.7 × 1.6 = 258159.512 lbf

TenL@surace

= Wm × SF = 161349.7 × 1.6 = 258159.512 lbf

o. Tension + MOP TenL + MOP@kaki casing = TenL@kaki casing +MOP = 258159.512 + 100000 = 358159.512 lbf TenL + MOP@surace

= TenL@surface + MOP = 258159.512 + 100000 = 268159.512 lbf Tabel 4.6 Perhitungan pembebanan tension

Depth (ft)

Grade

4700.24 NA 4700.24 K-55 0 K-55

NW Tension (lb/ft) (lbf) NA 40 40

Tension× SF (lbf) 0 0 161349.6 258159.5 161349.6 258159.5

Tension + MOP (lbs) 100000 261349.69 261349.69

Desain (lbf)

TR (lbf)

100000 261349.69 561000 261349.69 561000

Tabel 4.7 Pemilihan casign design 9 5/8” pada beban tension

Depth (ft) Grade NW (lb/ft) BR (psi) CR (psi) TR (lbf) 0 4700.24 C-75 40 3950 2570 561000 3950 2570 561000 68

Langkah selanjutnya adalah mengeplotkan harga Tension, Tension × SF, design terhadap kedalaman, dan tension rating K-55, 40.

Tension

TR (lbf) 0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

0 500 1000

Depth (ft)

1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Tension (lbf)

K-55 40

Tension x SF(lbf)

Desain (lbf)

Grafik 4.5 Pemilihan casing terhadap pembeban tension

4.4.5 

Pembebanan Biaxial

Beban faktor biaxial (Xtop) dan (Xbottom), dihiting dengan persamaan 33.29 Xtop

=

Desain Tension Tension Rating



358159.5 561000

 0.638  y = 0.621 Xbottom

=0  y=1

Kemudian didapatkan nilai Ytop sebesar 0.638, dan Ybottom sebesar 1. Nilai Y didapatkan dari tabel Pasangan Harga Faktor Beban Axial (X) dan Faktor Collapse Strength (Y).

69



Collapse resistance Ytop dan Ybottom o. Nilai collapse resistance Ytop : CR Ytop = Ytop × CR = 0.621616 × 2570 = 1597.5537 p. Nilai collapse resistance Ybottom : CR Ybottom = Ybottom × CR = 1 × 2570 = 2570 Tabel 4.8 Perhitungan Pembebanan Biaxial

CS

Grade

NW

X

(lb/ft) 4700.24

K-55

Y

Bottom Top

40

0

CR

Bottom

Top

1

0.621

0.638

2570

Y x CR Bottom

Top

2570

1597.553

Langkah selanjutnya adalah mengeplotkan harga design collapse load terhadap kedalaman, dan nilai Y × CR pada casing K-55; 40 ppf.

Biaxial CR (psi) 0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000

Depth (ft)

1500

2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Design

C-75 40

40- C-75

Grafik 4.6 Pemilihan casing terhadap pembebanan biaxial

70

3000

Konfigurasi akhir casing intermediate 9 5/8” di sumur “LFC-96” lapangan “Anfield”: Tabel 4.9 Kofigurasi Casing Akhir Pada Sumur “LFC-96”

Depth (ft) 0

Grade NW (lb/ft) BR (psi) CR (psi) TR (lbf) 4700.24 C-75

40

3950

71

2570

561000